2020 Fiscal Year Research-status Report
鳥類刷り込みの臨界期及び記憶形成に関わる神経伝達物質の行動薬理学的・生理学的解析
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20K06915
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
青木 直哉 帝京大学, 薬学部, 准教授 (50525334)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 記憶形成 / 刷り込み / 神経伝達物質 / アセチルコリン / ムスカリン受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
離巣性の巣を持たないニワトリのヒナは、孵化直後から自由に歩くことができる。それにより、動くものを追いかけ親として記憶する刷り込みが可能となる。刷り込みには大脳IMM（intermediate medial mesopallium）領域の働きが必須であり、IMM領域では刷り込みによって、いくつかの神経伝達物質の分泌量が多くなる。それらの中で我々はGABAとアセチルコリンに着目した研究を行ってきた。最近の我々の研究により、刷り込みには、アセチルコリンとそのムスカリン受容体の働きが重要であることが明らかとなった。しかし、ニワトリが持つ4つのムスカリン受容体サブタイプ（M2-M5）の内、どのサブタイプタイプが重要かは明らかではなかった。そこで、サブタイプに特異的な阻害剤を用いて、各サブタイプの刷り込みへの寄与を検討した。そのために、両側IMM領域にサブタイプ特異的な阻害剤を注入した後、刷り込みトレーニング及びテストを行い、刷り込み記憶の形成への影響を調べた。その結果、神経細胞を興奮性に調節するM3及びM5の阻害剤については、共に刷り込みの記憶形成を阻害した。一方、神経細胞を抑制性に調節するM2及びM4の阻害剤については、M2阻害剤は刷り込みを阻害したが、M4阻害剤では影響がなかった。また、それらのムスカリン受容体サブタイプのIMM領域での発現を、イムノブロッティングを用いて確認した。これらの結果から、IMM領域での刷り込みに必要な興奮性の調節は、M3とM5が共に行っていることが示唆された。また、IMM領域での抑制性の調節は、M2が行っていることが示唆された。まとめると、興奮性のM3、M5と抑制性のM2によって、刷り込みの記憶形成に必要なアセチルコリン系のバランスが保たれていると考えられる。なお、これらの結果について、投稿準備中である。
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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
「研究実績の概要」で述べたように、刷り込みに必須の働きをしているムスカリン受容体サブタイプを同定する行動薬理学的実験は既に終えた。その結果、抑制性のM2と興奮性のM3、M5が、神経細胞の興奮し易さを量節していることが刷り込みの記憶形成に重要であることが示唆された。現在、これらのサブタイプが実際にIMM領域の神経細胞の活動にどのように寄与しているかを検討するための電気生理学的実験の準備を進めている。具体的には、神経活動と行動データの解析を行うために、行動データを記録する装置を作成した。その装置内で、刷り込みトレーニング、及びテストを行い、行動データを記録した。その行動データを解析し、トレーニング及び、テスト時の行動の推移を定量的に評価することに成功した。この成果をmethod論文として、発表する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
刷り込みに関わるムスカリン受容体サブタイプM2、M3、M5が実際にIMM領域の神経細胞の活動にどのように寄与しているかを検討するための電気生理学的実験を行う。前述の通り、行動解析のための装置は完成したので、実際に神経活動を記録することを始める。まずは、刷り込みトレーニング及びテスト時のIMM領域の神経細胞の活動を解析し、さらに、阻害剤の影響を調べる。また、IMM領域内でのサブタイプの発現分布によって、それらの阻害剤の効果が異なる可能性があるため、in situ hybridization法を用いて分布を調べる。
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| Causes of Carryover |
行動薬理学的実験が、予定よりもスムーズに進んだために、使用した動物数、試薬が計画よりも少なかったため。また、電気生理学的実験よりも行動データの解析を優先したため、電気生理学的実験に使用する電極等は購入しなかった。次年度からそれらの物品を購入し、研究を進める。
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