先天的防御行動を切り替える神経回路の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K15925
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 森川 勝太 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特別研究員 (00855207)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 防御行動 / 先天的 / 扁桃体 / in vivo Ca2+イメージング / ウイルストレーシング

Outline of Annual Research Achievements

先天的行動は、動物の学習や経験に依存せずに認められることから、遺伝的に保存された特定の神経回路によって駆動されると考えられる。この現象を説明するために、外界からの感覚入力を起因とした特定の神経回路の活性化が生じるとされる Labeled line仮説が提唱されているが、その詳細なメカニズムは明らかとされていない。本研究では、先天的行動を生じさせるモデルとして、マウスの天敵臭を呈示した際の防御行動を用いる。そして、狂犬病ウイルスを用いた神経回路トレーシング、特定神経細胞活動の観察・操作などの複数の技術を組み合わせ、動物の生存戦略を担う Labeled line 回路の同定を目指した。そして、外界入力が特定の神経回路の活動を誘導し、個体の行動変化を生み出す機構を理解することを目指した。
本年度は、マイクロエンドスコープを用いたin vivo カルシウムイメージングによって、天敵臭の検出を担う神経回路を同定し、天敵臭を呈示した際に活性化する脳領域および神経活動パターンの記録を行った。さらに、in vivoイメージングの成功率を向上させるためのウイルス投与条件検討および、マウス頭部固定装置の開発を行った。その結果、天敵臭呈示時のマウスの行動変化に相関する神経活動変化を観察することができた。これらの現象は、コントロール匂い物質では認めれらない。さらに、組換え狂犬病ウイルスおよびアデノ随伴ウイルスを用いたウイルストレーシングによって、天敵臭の検出に関わる脳内経路の網羅的な観察を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

技術的な困難さから取得が難しかった、天敵臭呈示時のin vivo Ca2+イメージングに成功し、ウイルストレーシングによっても新たな研究展開を行うことができたため。

Strategy for Future Research Activity

2020年度に得られた結果に関する例数の追加および、天敵臭の検出機構における新たなin vivoまたはex vivo実験系の構築を行う。