2020 Fiscal Year Research-status Report
交感神経活動を制御する視床下部オキシトシン神経系の中枢神経回路の解明
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19K07300
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
福島 章紘 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (60799782)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 交感神経 / オキシトシン / 視床下部室傍核 / 褐色脂肪熱産生 / 延髄縫線核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
喜怒哀楽や緊張，恐怖などの情動が生じる際，血圧・心拍変動をはじめとした自律神経反応も同時に誘導される．交感神経系の活動は延髄縫線核を含む下行性神経路により制御されているが，研究代表者らはこれまでに，オキシトシンニューロン選択的に任意の遺伝子を発現させるアデノ随伴ウイルス（AAV）を開発・使用することで，視床下部室傍核オキシトシンニューロンが延髄縫線核へ投射していることや，延髄縫線核においてオキシトシン作動性軸索を光遺伝学的に刺激すると褐色脂肪熱産生が誘導されることを見出している．本研究は延髄縫線核へと投射するオキシトシン神経系と，それらを制御するニューロン群の活動を操作・観察することで，情動にともなう交感神経反応表出時におけるオキシトシン神経系の関与を明らかにすることを目指している．
本年度は，（１）上記研究で用いたAAVを基礎として，オキシトシンニューロン選択的にCreリコンビナーゼ発現を誘導する逆行性および順行性AAVの開発を引き続き試みた．（２）来年度に実施を計画しているインビボCa2+イメージングとテレメトリーシステムの同時計測を用いた覚醒下ラットの行動実験について，計測系の立ち上げおよび実験条件の検討を前倒しておこなった．（３）延髄縫線核へ投射するオキシトシン神経系の生理学的意義をさらに検討するため，麻酔下ラット延髄縫線核にてグルタミン酸作動性シナプス伝達を遮断した状態でオキシトシンを注入する実験をおこなったところ，オキシトシンが延髄縫線核交感神経プレモーターニューロンを直接興奮させることができるという結果を得ることができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では，オキシトシンニューロン選択的にCreリコンビナーゼを発現するAAVを作製し，延髄縫線核投射型オキシトシンニューロンを起点とした単シナプス性逆行標識をおこなうことを計画しており，昨年度から，すでに作製済みのAAVの血清型改変による新規逆行性AAVの作製を試みている．本年度からはコンストラクトの変更も含めて検討をおこなっているものの，細胞選択性や発現効率の面で実用に足るAAVの作製の成功に至っていない．AAV作製に並行して，来年度実施予定であるインビボCa2+イメージングとテレメトリーシステムの同時計測を用いた覚醒下ラットの行動実験の準備を始めており，延髄縫線核へのオキシトシン直接注入による体深部温，褐色脂肪温，尾温変化をテレメトリーシステムにて計測し覚醒下においてもオキシトシンが交感神経反応を促進することを示唆するデータを得ている．また，社会行動実験パラダイムの条件を，Fos発現を指標として検討し，室傍核オキシトシンニューロン群が強く活性化される実験条件を得ている．昨年度確立したオキシトシンニューロンをターゲットとしたスライスパッチクランプ法と合わせて，当初の計画の遂行に必要となる実験条件および測定系はほぼ準備できており，上記AAVを含めたオキシトシンニューロン選択的な遺伝子操作が成功し次第，計画した実験を速やかに着手できる状態にある．以上の進捗状況に鑑み，本研究は現段階ではやや遅れている状態にあると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
オキシトシンニューロン選択的Cre発現ウイルスの開発は引き続きおこなう予定であるが，別のアプローチ方法として，オキシトシンプロモーターとFLExシステムを組み合わせたAAVによるオキシトシンニューロン選択的な遺伝子操作を用いた電気生理学的解析および覚醒下Ca2+イメージングを試みる．
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| Causes of Carryover |
今年度に使用を計画していた予算は，オキシトシンニューロン選択的Cre発現後に用いるG遺伝子欠損狂犬病ウイルスの作製と，その後の電気生理学的解析および覚醒下Ca2+イメージングに割り当てたものであったが，Cre発現ウイルスの開発が継続中のため予算の使用が生じなかった．なお，Cre発現ウイルスの開発やオキシトシンニューロン群を活性化させる社会行動実験パラダイムの条件検討は，現存する機材で可能であった．未使用額は当初の計画通り，G遺伝子欠損狂犬病ウイルスの作製と電気生理学的解析，覚醒下Ca2+イメージングに使用することを計画している．
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