2020 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
19K16303
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
Principal Investigator |
稲田 健吾 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 訪問研究員 (20823363)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | オキシトシン細胞 / 攻撃行動 / 養育行動 / トランスシナプス標識法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本課題ではオスの攻撃性を抑える神経回路の探索を行う。特に仔への攻撃性抑止の神経回路について調査した。自分のホームケージ内に仔マウスが置かれると、交尾未経験のオスマウスはそれらの仔に対して致死的な攻撃行動を行う。一方メスと交尾をして父親になったオスに対して同じテストを行うと、一転して仔に対して母親と同様に保護し養育するような行動をとる。つまり交尾から出産までの過程において、オスの脳内では仔に対する親和性を向上させるような劇的な変化が起きていると考えられる。
本課題ではオキシトシン細胞が仔への親和性向上に寄与していると仮説を立てた。まず交尾未経験オスのオキシトシン細胞を人為的に活性化しつつ、仔を刺激として提示した。すると攻撃行動が抑止され、代わりに養育行動が発現することを確認した。次に父親と交尾未経験オスではオキシトシン細胞への神経入力のパターンが異なり、結果としてオキシトシン細胞が興奮しやすくなっているのではないかと考えた。そこで交尾未経験オスと父親においてオキシトシン細胞のシナプス前細胞のパターンを取得し解析した。すると特に内側視索前野と外側視床下部からの入力が、父親において顕著に増えていることが分かった。このうち外側視床下部からの入力の方が、増え幅が大きかった。外側視床下部はこれまで養育行動への関与は知られていない。そこで申請者は次に外側視床下部の特に興奮性細胞について、養育行動における機能を解析した。すると外側視床下部興奮性細胞を刺激された交尾未経験オスは、仔に対して攻撃行動を見せない一方で養育行動も見せなかった。この結果は交尾後に外側視床下部興奮性細胞からオキシトシン細胞への入力が強化されることで、仔への攻撃性が抑制されていることを示唆している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
オスのオキシトシン細胞はこれまで勃起や射精との関与について研究されてきたが、子育てのような高次脳機能における役割についてはよくわかっていない。本課題ではオスの攻撃性を緩和する神経回路として、オキシトシン細胞が重要な役割を担っているのではないかと仮説を立て実験を行った。交尾未経験オスのオキシトシン細胞の神経活動を人為的に昂進させることで、オキシトシン細胞により仔への攻撃性が抑制されることを見出した。次に父親マウスは仔への攻撃行動を示すことがなく、養育行動を示すという行動学的知見から、交尾未経験オスと父親では、オキシトシン細胞への入力パターンが異なっており、父親ではオキシトシン細胞がより興奮しやすくなっているのではないかと仮説を立てた。この点を検証するため、指定した細胞種のシナプス前細胞を網羅的に可視化できる、改変型狂犬病ウイルスを使用したトランスシナプス標識法を用いた。精緻に比較解析することで、外側視床下部というこれまで養育行動の文脈では解析されてこなかった領域からの入力が増えていることを確認することができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後の課題としては、今回の一連の実験では交尾未経験オスと父親という２点でしか解析していないので、今回報告した変化が交尾後出産に至るまでの約19日間において、どのように起きているのかは分かっていない。予備実験や過去の文献のデータから、行動学的には交尾後14日間ごろから急激に仔への親和性が上昇することが分かっているため、これらの脳内神経回路変化が同じ時間スケールで生じているか解析する予定である。また交尾から出産までの間に、オスの脳内神経回路変化を引き起こす、いわばトリガーのようなものの実態やメカニズムも分かっていない。なんらかの性ホルモンであろうと予想しているが、今後これらの疑問に挑んでいくつもりである。
|
| Causes of Carryover |
本年度行った実験全体において、効率よくデータ取得することができたため、想定していた金額よりも低い額でデータ収集を終えることができたため、次年度使用額が発生した。一方で次年度の実験では当初想定していなかった追加実験が生じることが明らかとなった。次年度使用額を使用することで必要な物品をそろえることができ、実験を完遂できる予定である。
|
