2020 Fiscal Year Research-status Report

排尿における前帯状皮質の役割：光遺伝学を用いた前帯状皮質の新たな機能解明

Research Project

Project/Area Number	19K16290
Research Institution	University of Yamanashi
Principal Investigator	望月孝規山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (30790430)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	光遺伝学 / 前帯状皮質 / 中脳水道周囲灰白質 / 排尿反射
Outline of Annual Research Achievements	1.ウレタン麻酔下に、大脳皮質5層興奮性ニューロンにChR2を発現しているThy1-ChR2マウスのACCに光刺激を行い、同時に膀胱瘻を造設し、一定の速度で生理食塩水を注入しつつ、膀胱圧の変化を測定した。光刺激時に排尿反射が誘発されたことを確認したうえで、PAGに蛍光ムシモールを注入した。この操作により排尿間隔は延長し、排尿閾値圧の上昇が確認され、PAGの興奮性の出力が抑制されている状態となった。この後光刺激を行ったところ、排尿反射の誘発が抑制され、ACC-PAG経路が排尿反射の確立に重要な経路の一つであることを確認した。 2.WTマウスのPAGに逆行性にCreを発現するアデノ随伴ウイルスを注入し、ACCにはCre依存的にChR2を発現するアデノ随伴ウイルスを注入した。この操作によりPAGに由来するACCの神経細胞だけを光刺激時に興奮させるようにした。こうして作成したマウスにウレタン麻酔を行ってから膀胱内圧測定を行ったところ光刺激時に排尿反射が確認された。実験後に還流固定後脳スライスを確認すると視床、背側梨状皮質などどともにACCおよびPAGに蛍光が確認された。 3.上記の操作と同様に作成したマウスの急速脳スライスを作成し、ACC領域にパッチクランプを行ったところ光刺激時に活動電位が上昇したことを確認した。上記3つの実験結果よりACCーPAG経路が排尿反射の確立に重要な経路の一つであることを明らかにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ACCもともと排尿野として知られているPAG、PMCのうち、PAGとの関係を明らかにすることができたので、同様の手法をACC-PMC経路でも行い、今後差を比較する予定である。
Strategy for Future Research Activity	1.排尿と関連があると判明している領域PAG、PMCとACCの関係 2.排尿と関連している可能性を示唆されている領域insula,amygdalaとACCの関係 3.証明はされていないが、排尿に関与している可能性がある領域（嗅覚野、聴覚野）とACCの関係上記経路を選択的に刺激することで排尿反射にとって重要な経路を同定していく予定である。
Causes of Carryover	コロナウイルス流行により、海外学会参加が困難となった。また主要実験にも海外からのウイルスの購入に対し、遅延が生じ、実験に支障が生じたため、次年度使用額が発生した。実験に必要なウイルス、マウスの購入および学会参加費用などに充てる予定である。