2020 Fiscal Year Research-status Report
Hypothalamic neural circuit controls parental behavior in female and male mice.
| Project/Area Number |
19K12738
|
|---|
| Research Institution | Nippon Medical School |
|---|
Principal Investigator |
折笠 千登世 日本医科大学, 形態解析研究室, 准教授 (20270671)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 養育行動 / オプトジェネティクス / MCH / オキシトシン / 社会行動 / DREADD / ネグレクト / 虐待 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、養育行動発現に関わるオキシトシン－メラニン凝集ホルモン(MCH)ニューロンそれぞれの関係性と分子基盤を明らかにすることを目的とする。今年度は、MCHニューロンの養育行動への関与を明らかにするためにオプトジェネティクスによる解析を行った。オプトジェネティクス解析においては、行動発現を誘起するための最適条件の検討を行った。至適な周波数および時間が判明し、光刺激の最適条件下でMCHニューロンの神経活動を活性化し、ニューロン特異的な雌雄マウスの養育行動の検討した。GFP導入した群を対照群とし、その比較において養育行動に対する効果を調べた。MCHニューロンを特異的な光刺激による検討の結果、養育行動の抱え込み行動に対する効果がある事が確認された。すなわち、仔を抱え込む行動が有意に上昇していた。しかし養育行動の指標の一つである仔なめ行動に対する効果はなく、雌雄共にMCHニューロンは、仔の抱え込み行動に関与していることが示唆された。MCHニューロンの神経活動抑制系について、ジフテリアトキシンを用いたtet-offシステムによるMCH ニューロン脱落変性の手法を用いて検討を行った。このマウスは、MCHニューロンを生まれながらにしてノックアウト(MCHKO)することができる。MCHKO雌マウスは、仔を無視し、雄マウスは仔を喰殺するという事が明らかになった。MCHKOによる養育行動に対する影響が確認され、人のネグレクトや虐待といった問題に深くかかわってる可能性が示唆された。MCHニューロンに導入されたChR2の神経線維の走行についても解析を行い、オキシトシンニューロンのある室傍核に投射が認められた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、養育行動発現に関わるオキシトシン－メラニン凝集ホルモン(MCH)ニューロンそれぞれの関係性と分子基盤を明らかにする事にある。今年度はMCHにおける養育行動の関連について、オプトジェネティクス解析およびtet-offシステムによるMCHノックアウト動物を用いた検討を行った。MCHニューロンと養育行動促進について、また、ノックアウトにより養育行動とは正反対の無視、攻撃行動といった新たな所見を得ることができた。これまで養育行動に関する脳領域として、視索前野を中心に報告されてきた。本研究によって、視床下部外側野にあるMCHニューロンが、養育行動を担う神経ぺプチドの一つとして重要であることを本研究を通して明らかにすることができた。また、MCHをノックアウトすることによって、養育行動に対する劇的な変化が現れることも判明した。雌での無視行動、雄での喰殺行動は、ヒトのネグレクトや虐待に直結する問題として新たな視点がでてきた。来年度以降は、母性行動の促進に重要な役割を果たしていると考えられる、養育行動の神経回路網構築に関わるオキシトシン－MCHニューロンの関連性を明らかにする。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究によって、MCHニューロンは、養育行動のうち抱え込み行動に関わることを明らかにすることができた。養育行動はいくつかの行動パターンが組み合わさっており、複数の脳領域が養育行動を完成させていることが考えられる。MCHニューロンの投射経路に関する報告があり、本研究に用いているベクターは、チャネルロドプシン(ChR2)とEYFP蛍光タンパクをつなぎ合わせており、MCHニューロンに導入された後の投射経路を追うことのできる利点がある。MCHニューロンの投射経路は脳領域の広範囲にわたることは既に報告されているが、本研究の検討によりこれまでに報告がなされてきていなかった脳領域；PVNに神経連絡の走行を認められることが明らかにしている。今後の検討は、PVNにあるオキシトシンニューロンとの連絡性において養育行動をどのように調節しているかを明らかにすることにある。MCHニューロンは、神経伝達物質としてGABAをもつ。一般的にGABAは抑制性の神経伝達物質として知られる。しかし、これまで報告されたGABAの作用に、ストレス条件下での興奮性の機能を持つことが知られている。本実験では、長期の社会的隔離による養育行動促進系(Orikasa et al., 2015)を用いている。長期隔離によるストレスは既に報告があり、GABA抑制から促進への変換が引き起こされている可能性を考えた。GABAのアゴニストであるムシモルをPVNの近傍に作用させることによって、オキシトシンニューロンにみられる反応性を検討する。オキシトシン－MCH Creリコンビナーゼバイジェニックマウスの作成が完成しており、2種類のベクターを用い、ニューロンを標識し、パッチクランプを用いた解析によって、これらニューロンの関連性を明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
受理された論文は、オープンアクセスジャーナルであり、掲載費用として対応するためにおおよその金額を想定していたが、レートの問題もあり若干の残金が生じた。
|
