2021 Fiscal Year Research-status Report
The study of the mood system by single cellular analysis of bipolar model animal
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20K06919
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
島 康之 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 上級研究員 (60815885)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 双極性障害 / scRNAseq / セルタイプ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は双極性障害モデルマウスにおける視床室傍核(paraventricular nucleus of thalamus, PVT) の異常を1細胞レベルで解析し、気分調節に関わる神経回路を解明することを目的としている。
PVTのセルタイプを同定するため、野生型マウスのPVTを単一細胞RNAseq(scRNAseq)を用いて解析した。その結果、主成分解析の第１主成分の遺伝子発現が、PVTの前部（anterior PVT, aPVT）と後部(posterior PVT, pPVT)の遺伝子発現差に対応しており、PVTの遺伝子発現は前後軸に沿って連続的に変化することがわかった。PVTの細胞は主に４種に分類でき、それぞれのセルタイプの空間分布と遺伝子発現の連続性を多色蛍光in situによって確認した。さらに、aPVTとpPVTに発現を持つCreライン（Ntrk1-Cre, Drd2-Cre）を用い、それぞれの軸索投射パターンを２光子トモグラフィ顕微鏡を用いて全脳にわたり解析した。その結果、両者の軸索投射領域はほぼ重ならず、相補的な軸索投射をしていることがわかった。aPVTとpPVTは摂食行動に関わるペプチドホルモンの受容体（オレキシン受容体、メラミン活性化ホルモン受容体）発現パターンが異なっており、それらペプチドホルモンに対する反応の違いを電気生理で確認した。また、DREADDを用いた神経活動の活性化により、aPVTとp PVTが摂食行動を正反対に制御することを示した。上記の結果をまとめ、論文を投稿している。また、bioRxivに同内容を公開した。さらに、双極性障害モデルのPVTのscRNAseq解析に着手している。
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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
予定通りにscRNAseqによるセルタイプ分類が完了し、Creラインを用いた軸索投射パターンの解析も完了している。また、電気生理、行動解析も順調に行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在老化マウスを用いたscRNAseqのサンプリングを行っており、更なるサンプリング及びシーケンスデータの解析を行う。polgと各Creラインを掛け合わせたマウスを作成済であり、今年度に電気生理記録を行っていく。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの流行と半導体不足による流通の滞りで、購入予定の備品が予定通り購入できなかったり、実際の学会参加ができなかったため、次年度使用が生じた。今年度に予定しているscRNAseqの解析費用に使用する予定である。
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