2021 Fiscal Year Annual Research Report
Corticolimbic circuits that processing psychological stress signals
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20H03418
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 和弘 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00548521)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 心理ストレス / 交感神経 / 大脳皮質 / 視床下部 / 皮質辺縁系 / ファイバーフォトメトリー / in vivoカルシウムイメージング / 情動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトを含めた哺乳類が心理ストレスを受けると、体温上昇や頻脈などの様々な交感神経反応が生じる。こうした基本的な生理反応の中枢神経回路メカニズムは未解明である。研究代表者らは最近、心理ストレス信号を大脳皮質腹内側前頭前野（dorsal peduncular cortex/dorsal tenia tecta: DP/DTT）から視床下部背内側部（dorsomedial hypothalamus: DMH）へ伝達して多様なストレス反応を惹起するマスター神経路を発見した。
その神経路の上位でストレスや情動を処理する皮質辺縁系の神経回路を解明するという本研究の目標の達成のため、今年度は、DP/DTTの上位の皮質辺縁系領域からDP/DTTへの神経伝達の活動をin vivoカルシウム計測するファイバーフォトメトリー実験を実施した。昨年度の実験で確立した逆行性に感染するアデノ随伴ウイルス（AAV）をラットのDP/DTTへ注入し、DP/DTTの上位の皮質辺縁系領域の神経細胞群に緑色Ca2+プローブであるGCaMP6を発現させた。その皮質辺縁系領域の1つに光ファイバーを挿入し、in vivoでファイバーフォトメトリー計測を行った。その結果、神経活動に特有の蛍光強度変化を捉えることができたため、そのラットに社会的敗北ストレスを与えて計測したところ、ストレスによって活動が大きく上昇した。引き続き、他の皮質辺縁系領域からDP/DTTへの神経伝達の活動計測も継続して実施している。この成功を受け、次年度のマルチファイバーフォトメトリー計測の実施に向けた計測システムの構築を開始した。また今年度は、研究代表者のこれまでの研究成果をまとめ、心理ストレスを含めた多様な環境ストレスに応じて生体が調節や応答を行う基幹的な中枢神経ネットワークのモデルをNature Reviews Neuroscience誌に発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今年度の主要な研究計画は、ファイバーフォトメトリー法を用いて、DP/DTTの上位の皮質辺縁系領域からDP/DTTへの神経伝達の活動をin vivoカルシウム計測する技術を確立することであった。特定の皮質辺縁系領域からDP/DTTへの神経活動を捉えることに成功し、社会的敗北ストレスによって神経活動が上昇することを見出すことができた。この成功を受け、次年度に実施するマルチファイバーフォトメトリー計測の実施に向けて、計測システムの構築を開始した。コロナ禍の影響により、マルチファイバーフォトメトリー計測に用いる機器の一部の納品遅れが生じているものの、予算の年度繰越を行うことにより研究計画に大きな影響が出ない見込みである。
また今年度は、研究代表者のこれまでの研究成果の集大成として、心理ストレスを含めた多様な環境ストレスに応じて生体が調節や応答を行う基幹的な中枢神経ネットワークのモデルをNature Reviews Neuroscience誌に発表した。さらに、研究代表者は「ストレス関連疾患の克服を目指した心身相関メカニズムの研究」の業績により、令和3年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞（研究部門）を受賞した。以上の研究進捗状況に鑑み、本研究は当初の計画以上に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、上位の複数の皮質辺縁系領域からDP/DTTへの神経情報伝達をin vivoカルシウムイメージングにより同時に光計測するマルチファイバーフォトメトリーに用いる計測システムを構築し、DP/DTTを中心としたストレス神経ネットワークの解明に向けた解析などを行う予定である。
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| Remarks |
研究代表者は本研究に関連した業績により、令和3年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞（研究部門）を受賞
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