2020 Fiscal Year Research-status Report
Fine visualization of oxytocin receptor expressing neurons via the novel labeling system
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20K06467
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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Principal Investigator |
井上 由紀子 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第六部, リサーチフェロー (30611777)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | オキシトシン受容体 / ゲノム編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳内の神経伝達物質として働くオキシトシンは、その受容体を発現する神経細胞の機能を修飾し、養育行動・夫婦や家族の絆・他者への信頼などの「社会性行動」を促進的に制御する。オキシトシン系神経回路の入出力は極めて複雑であり、既存の抗体やノックインマウスを用いて、オキシトシン受容体の神経細胞内での詳細な局在（細胞体にあるのか、軸索にあるのか、樹状突起にあるのか）を区別することはできず、個々の神経回路を描出するには不十分である。本研究では、ゲノム編集により後述３種の新たなノックインマウスを作出し、オキシトシン受容体の神経細胞内局在を今までにない精度で「可視化」するとともに、光遺伝学等を用いた神経回路「操作」による機能解析を加速することにより、社会性行動を制御する神経回路網への理解を深めることを目的とする。
(1) オキシトシン受容体はGタンパク質共役型受容体に属する。一般的に、これらを認識する抗体を作製することは難しいため、脳組織切片上でオキシトシン受容体の局在を観察しうる良好な抗体が未だ得られていない。この場合、受容体タンパク質のC末端にエピトープタグを付加し、タグに対する抗体を用いて受容体を検出することが可能であるため、オキシトシン受容体遺伝子の終止コドン直前にエピトープタグをノックインしたマウスをゲノム編集により作出した。
(2) オキシトシン受容体を発現する神経細胞から成る神経回路を可視化・操作するには、Cre組換え酵素を発現できるノックインマウスが必須であるため、オキシトシン受容体遺伝子座にCreあるいはCreERT2をノックインしたマウスをゲノム編集により作出した。
(3) 上述(2)のCreマウス・CreERT2マウスと交配してオキシトシン受容体を発現する神経細胞の軸索をより明瞭に観察するために、既存のCreレポーターマウス（Ai9）を改変し新たな系統を作出した。
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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
オキシトシン受容体を発現する神経細胞を正確に可視化し、細胞内での局在をより詳細に解析するためのツールとして、「研究実績の概要」に記した３種の新たなノックインマウスをゲノム編集により予定通り作出することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
「研究実績の概要」に記した３種の新たなノックインマウスを用いて、下記の方法により神経細胞内でのオキシトシン受容体の詳細な局在を明らかにする。また、ウイルスベクターや光遺伝学によるオキシトシン神経回路の操作ツールとして提供できるよう、Cre組換え酵素の発現プロファイルを明確にする。
(1) エピトープタグノックインマウスの脳サンプルを超解像度顕微鏡で観察することにより、神経細胞内のオキシトシン受容体の局在を明らかにする。
(2) Cre組換え酵素の発現プロファイルを、Creレポーターマウスとの交配やウイルスベクター投与により明確にする。
(3) 新たに作出したCreレポーターマウスは、Cre発現細胞の核を赤色蛍光で、軸索を緑色蛍光で観察することができるので、(2)のオキシトシン受容体Creマウスと交配することにより、オキシトシン受容体発現細胞の投射プロファイルを詳細に観察する。
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| Causes of Carryover |
物品費が予定よりも少なかったのは、試薬などを他研究課題と共有することにより節約することができたため、およびCOVID-19影響下で実験用マウス飼育が制限されていたのでマウス購入費が減ったため。旅費の支出が無かったのは、COVID-19の影響下で学会開催がすべてオンラインとなったため、および共同研究先への出張が禁止されていたため。人件費の支出が無かったのは、COVID-19影響下で技術職員の雇い入れや出勤が禁じられていた期間があったため。
次年度使用計画としては、実験用マウスの購入・飼育費にあて、その成果を論文投稿する費用として充てる。
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