2019 Fiscal Year Research-status Report
意思決定の習慣化を司る脳神経回路：皮質線条体路を起点とした脳内ネットワークの解明
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17K14951
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
吉岡 望 新潟大学, 研究推進機構, 助教 (20708375)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 皮質線条体路 / ウイルスベクター / 道具的条件づけ / 光遺伝学 / 化学遺伝学 / マウス遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトを含めた動物は、学習を重ねることで結果を予測しながら臨機応変に行動する“目標指向型”の意思決定から、繰り返した行動を自動的に実行する“習慣型”の意思決定に切り替えて円滑な行動を可能にする。本研究では、意思決定の習慣化を司る脳神経回路として、皮質線条体路を起点とした脳内ネットワークの解明に取り組む。2019年度は、前年度に確立した化学遺伝学と光遺伝学を用いた皮質線条体路の機能操作を実施した。
前年度から血清型を改良したAAVベクターによってチャネルロドプシン2を発現した皮質線条体路において光遺伝学による活動操作を試みた。その結果、大脳皮質への光刺激によって線条体における光応答を計測した。さらにイムノトキシン標的法によって皮質線条体路を破壊したマウスでは光応答が減衰することを確認した。さらに現在開発を進めている新たな化学遺伝学ツールによってマウスの皮質線条体路を抑制する実験系を確立した。スライスパッチクランプ法による神経活動計測によって、皮質線条体ニューロンの神経活動をリガンド依存的に抑制されることを確認した。さらに同手法によって、マウスの道具的条件付けにおける皮質線条体路の機能を検討している。
また遺伝性神経疾患のモデルマウスの解析によって、その病態多様性の背景にある分子メカニズムを明らかにした。マウス遺伝学によって、この遺伝性疾患の原因遺伝子を神経回路選択的に操作する実験系にも取り組んでいる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
光遺伝学と化学遺伝学によって皮質線条体路の活動を操作する実験系を確立した。これにより皮質線条体路の生理機能を解析できる。
さらにマウス遺伝学による神経回路選択的な遺伝子発現操作システムについても、複数のCreドライバーマウスの特性を理解できた。これにより様々な神経回路を解析するための基礎を確立できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
イムノトキシン標的法により皮質線条体路を選択的に破壊したマウスの行動生理学的な解析について、光遺伝学や化学遺伝学による解析を含めて原著論文をまとめる。
現在までに、イムノトキシン標的法、光遺伝学、化学遺伝学などによって、皮質線条体路を操作する実験系を確立した。最終年度は、これらの手法によって皮質線条体路を操作したマウスにおける道具的条件付け学習の解析、皮質線条体路の神経連絡などを明らかにする。さらに皮質線条体路を構成する二種類のニューロン型の機能および構造の違いについても明らかにする。
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| Causes of Carryover |
当初の予定よりも計画に遅れが生じたため、次年度に実験を繰り越す必要が生じた。
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[Journal Article] Diverse dystonin gene mutations cause distinct patterns of Dst isoform deficiency and phenotypic heterogeneity in dystonia musculorum mice.2020
Author(s)
Yoshioka N, Kabata Y, Kuriyama M, Bizen N, Zhou L, Tran DM, Yano M, Yoshiki A, Ushiki T, Sproule TJ, Abe R, and Takebayashi H
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Journal Title
Dis Model Mech
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Disruption of dystonin in Schwann cells results in late-onset neuropathy and sensory ataxia.2020
Author(s)
Horie M, Yoshioka N, Kusumi S, Sano H, Kurose M, Watanabe-Iida I, Hossain MI, Chiken S, Abe M, Yamamura K, Sakimura K, Nambu A, Shibata M, Takebayashi H
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Journal Title
Glia
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed
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