Neuronal mechanisms of nest building behavior in mice

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K06011
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 豊田 淳 茨城大学, 農学部, 教授 (00292483)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡山 毅 茨城大学, 農学部, 教授 (90575226)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 巣作り / マウス / 行動解析

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、マウスの巣作り行動の神経基盤を明らかにするために、①マウスの巣作り行動の過程を赤外線深度センサを用いた行動解析システムで非侵襲的かつ３次元的に解析する、②巣作り行動に関与する神経細胞を神経活動マーカーであるC-Fosタンパク質の発現を指標にして同定し、巣作り行動に関わる脳領域を特定する、③巣作り行動を制御する神経回路を薬理学および光遺伝学の手法を用いて明らかにする、という３つのテーマを掲げている。2019年度は主に②と③を進め、①については行動データをとりまとめて論文投稿を行った（現在リバイス中）。②については、マウスの脳の各部位を抗C-Fos抗体で発現解析（免疫染色およびウエスタンブロッティング）し、巣作り行動で特異的に活性化する脳領域の同定を行った。特に心理社会的ストレスと巣作り行動のどちらにも関与すると想定される視床下部の特定部位の解析を行い、あるペプチドニューロンとC-Fosの共局在を評価し、巣作り行動を制御する脳領域の特定を試みた。また、心理社会的ストレスを暴露し、巣作りをしないマウスの側坐核におけるリン酸化タンパク質を網羅的に解析したが、ある摂食関連ペプチドホルモンの情報伝達経路に変化が見られたので、現在はその経路が巣作りに関与してないか分子生物学および生化学的な検討を行っている。③については、セロトニン受容体のアンタゴニストなどを脳室内投与し、巣作り行動を観察したが、巣作り行動を顕著に変化させる薬剤は見つかっていない。そこで、巣作り行動と心理社会的ストレスに関与すると考えられる視床下部の特定の神経細胞を電気的に活性化および不活性化するために、光遺伝学用の装置をセットアップし、予備的検討を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

上記①についてはデータ取得が終了し、論文投稿中である。②については依然、難航しており、当初予定にはない視床下部の神経細胞などにも着目し、主に免疫組織化学的手法で解析を行っている。③については脳室内投与による薬理学的アプローチを開始した。光遺伝学用の機器を導入してセットアップしたので、2020年度に本格始動する予定である。

Strategy for Future Research Activity

①については機械学習による巣作りの自動推定法の確立を進める。②については計画していたマウス脳組織切片の免疫組織学的手法だけでは巣作りに関与する脳部位の同定が難しいと考えている。2020年度は脳の透明化技術などを用いて、マウスの脳のC-Fos発現を３次元的に解析できる方法を実施する。③については光遺伝学的実験手法により視床下部の神経細胞を操作し、巣作り行動の解析を実施する。

Causes of Carryover

2019年度末は感染症の流行のため、予定通り納品できない物品があったため。次年度に当初予定していた消耗品等の購入で使用予定。