マウスをモデルとした遺伝的ストレス脆弱性に関する橋渡し研究

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K16029
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 今井 早希 東海大学, 農学部, 講師 (50722279)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 幼少期環境ストレス / 愛着形成 / モデルマウス / 行動 / ストレス脆弱性

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、遺伝的ストレス脆弱性を有する遺伝子突然変異マウスをモデル動物として活用し、特定の養育者との安定した関係構築の重要性を行動学的、神経科学的、組織学的観点から明らかにすることを目的とする。 古くから臨床医学や発達心理学の分野において、養育者と子の安定した関係の重要性が研究されてきた。近年、生物学的分野においても、長期母子分離や早期離乳が成熟後の個体へ及ぼす影響に関する研究が盛んに行われており、哺乳類における親子関係の生物学的意義が証明されつつある。このように、幼少期の養育は子の身体的および精神的発達の基盤を構成する大きな要因となる。しかし、「特定の」養育者の重要性に焦点を当てた研究はほとんどない。 本研究では、産みの親以外のメスマウス間を毎日移動させられた仔の発達、行動、神経、組織へ及ぼす影響を明らかにし、臨床医学臨床医学へ橋渡しする基礎的知見の確立を目指す。
初年度及び本年度はC57BL/6J マウスを用いて実験を行った。仔マウスを毎日決まった時間に産みの親マウス以外のメスマウス間を移動させ、養育を受けるが「特定の」養育者がいない環境下で飼育した。この際、マーキングを目的として実施した刺青の有無により表現型が異なることが明らかとなった。RCFのみを受けたマウスには体重及び行動に影響は認められなかった。しかし、RCFに加え刺青が施されたマウスにおいて、体重増加の遅延、社会性行動の変化が認められた。刺青は外傷ストレスであることを踏まえると、RCFにストレスが加重された場合に限り、影響が表出する。つまり、「特定の」養育者が不在の環境は、仔にとってストレス脆弱性を構築する要因となり得る可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

前年度はC57BL/6Jマウスを用い繰り返しの里親交換 (Repeated Cross Fostering: RCF) 実験を行った。その結果、産みの親以外のメスマウス間を毎日移動する RCF群は体重増加の遅延、及び、社会性行動の変化を示した。しかし、RCF期間中、授乳を含めた養育行動を十分に受けていたかは不明であった。そこで、本年度は、産みの母親に育てられた仔と毎日異なる産みの親以外のメスマウスに育てられた仔が受ける養育行動を調べた。その結果、RCF群はControl群 (CON群)と同程度の養育行動を受けていることが明らかとなった。
前年度のRCF操作ではマーキングを目的とし尾への刺青と着色の両方を行っていた。しかし、着色のみで仔の識別可能となったため、本年度は着色のみを実施しRCS操作を行った。すると、CON群と比較しRCF群の体重に有意な差は認められなかった。この結果から、RCF操作のみを受けたマウスと、RCF 操作中に刺青(外傷ストレス)を受けたマウスとでは表現型が異なる可能性が示された。そこで、RCF操作のみを受けたマウスを用い、行動学的解析を行った。オスマウスを用い、強制水泳試験、オープンフィールド試験、社会性行動試験を行った。また、メスマウスを用い、環境の影響を受けることが知られている養育行動への影響を調べた。その結果、各種行動試験において、RCF操作のみを受けたマウスはCON群と同様の行動を示した。
BALB/cなどに比べC57BL/6Jマウスはストレス感受性が低いことから、当初、C57BL/6JマウスにおけるRCFでは行動への影響は認められないと仮説立てていた。しかし、RCF処置中にマーキングとして行った刺青(外傷ストレス）の有無により表現型が異なることが明らかとなり、RCFがストレス脆弱性を構成する環境要因になり得る可能性が示された。

Strategy for Future Research Activity

本年度、RCF操作は仔のストレス脆弱性を構築する環境要因である可能性が示された。今後、産みの親以外のメスマウスに育てられ刺青（外傷ストレス）を受けた仔における社会性行動以外の行動への影響を明らかにする。そこで、幼少期ストレスの影響を受けることが知られている強制水泳試験やRCFにより影響を受ける認知学習に関する行動試験を実施する。また、行動変化のメカニズムに迫るためには行動学的手法に限らず、多角的な検討が必要である。現在、内分泌系、特に、ストレス応答の指標となるコルチコステロンへの影響を解析している。実母に育てられた仔(CON群)、毎日異なる産みの親以外のメスマウスに育てられた仔 (RCF群)、実母に育てられるが刺青（外傷ストレス）を受ける仔(CON+IN群)、毎日異なる産みの親以外のメスマウスに育てられ刺青（外傷ストレス）を受ける仔(RCF+IN群)の4群の血漿サンプルを用いた解析を進めている。さらに、今後、幼少期ストレスを関係の深い前頭前皮質や海馬などの神経活性化レベルを免疫染色法などにより検討する。
遺伝的脆弱性を有する遺伝子突然変異マウスを用いたRCF実験においては、遺伝子突然変異マウスの妊娠率及び出産後の食殺率の高さが研究遂行にあたり大きな課題となっている。食殺を回避する方策として、妊娠した遺伝子突然変異マウスを妊娠C57BL/6Jマウスと同居させる方法を検討している。仔を取ることが出来れば、C57BL/6Jマウスに育てられた遺伝子突然変異マウスをコントロール、毎日異なるC57BL/6Jマウスに育てられた遺伝子突然変異マウスをRCF群として実験に着手する予定である。

Causes of Carryover

本年度は行動試験の動画解析を中心としたため支出が発生しなかった。
次年度は、中断していた遺伝子突然変異マウスのリソースの再入手、及び、ELISA法、免疫染色法、ウェスタンブロッティング法など行動解析以外の実験に用いるキットや試薬に使用する予定である。