2020 Fiscal Year Annual Research Report
単一細胞解析を用いたストレス応答に関わる神経メカニズムの解明
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20J20247
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田沼 将人 大阪大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | ストレス / 前障 / RNA-seq |
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| Outline of Annual Research Achievements |
過度の精神的ストレスは脳機能障害を引き起こし、不安障害やうつ病などのストレス性精神疾患発症のリスク要因になる。しかし、ストレスを受けたときの応答に関わる詳細な神経メカニズムには不明な点が多い。当研究室ではこれまで、ストレスを負荷したマウスの脳全体の活性化マッピングを実施し、これまでストレスとの関連が報告されていない重要な脳領域として前障を見出してきた。前障にはストレスにより活性化する細胞と、活性化しない細胞があることを見出しおり、本研究では、その分子特性や機能特性の違いを明らかにすることを目的としている。そこで本年度は、前障の神経細胞の単一細胞RNA-seqを実施し、主に以下の成果を得た。
①ストレス応答性神経細胞のRNA-seq
前障のストレス応答性神経細胞の分子特性を明らかにするため、神経細胞が活性化すると緑色蛍光蛋白質を発現するArc-dVenusマウスと、CaMKIIαプロモーター制御下で赤色蛍光蛋白質tdTomatoを発現させるアデノ随伴ウイルスを用いて、前障の興奮性神経細胞のストレス応答・非応答細胞をそれぞれ赤および緑、赤のみで蛍光標識することにより区別し、単一細胞の分取を行った。発現変動解析を実施した結果、ストレス応答性と非応答性神経細胞との間で有意に発現レベルが変化した遺伝子を複数同定した。
②神経回路毎の単一細胞RNA-seq
当研究室では、前障のストレス応答性神経細胞が前頭前皮質や扁桃体外側基底核など、ストレス応答に関わる脳領域に投射することを明らかにしている。そこで、逆行性に感染するアデノ随伴ウイルスを用いて、前頭前皮質および扁桃体外側基底核に投射する前障神経細胞をそれぞれ赤色と緑色で蛍光標識し、単一細胞の分取を行った。発現変動解析を実施した結果、前頭前皮質と扁桃体外側基底核に投射する前障の神経細胞との間で有意に発現レベルが変化した遺伝子を複数同定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、前障神経細胞の単一細胞RNA-seqを実施し、分子特性となる遺伝子発現の情報を得ることに成功しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、シングル細胞RNA-seqで得られた発現変動遺伝子の検証を行うため、in situ hybridization法を用いて前障での発現を解析する。また、特徴的な遺伝子の発現制御や、分子特性に基づいた特定の細胞集団の活動操作を実施し、ストレス応答への影響を明らかにする。
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Research Products
(2 results)
