2021 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 – 2023-03-31
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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）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）延髄縫線核へ投射するオキシトシン神経系の生理的意義をさらに検討するため，視床下部室傍核オキシトシンニューロンの光遺伝学的な活性化と延髄縫線核へのグルタミン酸受容体アゴニスト局所注入を組み合わせた際に現れる熱産生交感神経反応の促進現象におけるオキシトシン受容体アンタゴニストの効果を検討したところ，延髄縫線核へのアンタゴニスト局所注入により，グルタミン酸受容体アゴニストによる熱産生交感神経反応の減弱が観察された．この結果から室傍核オキシトシンニューロンの恒常的な活動が，交感神経系の活動レベルを調節していることが示唆された．上記を含めたこれまでの結果をまとめて，国際学術誌に投稿し，現在リバイズをおこなっている．
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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逆行性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，昨年度までは，すでに作製していたAAVの血清型改変や，コンストラクト改変によるオキシトシンニューロン選択的な新規逆行性AAVの作製を試みていた．これらに加えて，本年度はオキシトシンプロモーターの配列長の変更や，ラットからマウス遺伝子のプロモーター配列への変更をおこない，細胞選択性や発現効率の検討をおこなったが，実用に足るAAVの作製の成功には至っていない．並行してオキシトシンニューロン選択的にCreリコンビナーゼを発現するマウスを導入した．逆行性にCreリコンビナーゼを発現させる計画とは逆に，逆行性に目的遺伝子を発現させるアプローチを現在試みている．
また昨年度，前倒しで開始したインビボ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も引き続きおこなっており，さらに予備実験としてラット延髄縫線核へのオキシトシンの局所慢性投与により，摂食量や酸素消費量など各種代謝パラメーターが変化するというデータを得ている．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準備できており，上記オキシトシンニューロン選択的な逆行性遺伝子改変の手法が出来次第，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が，別手法として，オキシトシンニューロン選択的Cre発現遺伝子改変マウスを用いるアプローチに切り替えて，電気生理学的解析および覚醒下Ca2+イメージングを進めていく．
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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．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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