2020 Fiscal Year Research-status Report
脳幹‐中脳‐辺縁系回路によるシナプス可塑性と情動行動のドーパミン依存的制御
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20K15936
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
永瀬 将志 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (40749462)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 扁桃体 / 腹側被蓋野 / 腕傍核 / シナプス可塑性 / ドーパミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
恐怖や痛みなどの負の情動は個体に危険を知らせる警告信号として働くため、個体の生存に必須である。一方、PTSDなどの精神疾患に伴う負情動の制御破綻は過度の苦痛をもたらしQOLを著しく低下させ、臨床上の大きな問題となる。しかし、情動制御、特に神経修飾物質による情動制御の神経回路機構については未だ不明な点が多い。申請者らは、脳幹の腕傍核から情動の座である扁桃体への投射がPTSDモデルにおいてシナプス増強を示すこと、そして同経路の光遺伝学的活性化が人工的恐怖記憶を形成することを明らかにしてきた。また、腕傍核がドーパミンニューロンの主要な起始核である腹側被蓋野に投射すること、腹側被蓋野のドーパミンニューロンが扁桃体に投射することが報告されている。そこで本研究では、シナプス機能の修飾因子としてドーパミンに着目し、脳幹－腹側被蓋野－扁桃体神経回路を包括的に解析することでその生理的意義とシナプス・回路レベルでの制御機構を明らかにすることを目指す。本年度は、脳幹－腹側被蓋野－扁桃体回路の投射様式と脳幹－側被蓋野経路による情動行動制御を解析した。具体的には、細胞種特異的Cre発現マウスを用いて脳幹－扁桃体経路と脳幹－腹側被蓋野経路が細胞種によって異なる投射パターンを示すことを明らかにした。また、電気生理学的手法と光遺伝学的手法を用いた経路特異的解析手法によって、脳幹－腹側被蓋野経路のシナプス特性を詳細に解析した。さらに、ワイヤレス光インビボ刺激系を用いて同経路を光操作し、脳幹－腹側被蓋野経路による行動変容を明らかにした。
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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、脳幹－腹側被蓋野－扁桃体回路の投射様式の解析を進め、細胞種による投射パターンの違いを明らかにした。また、脳幹－腹側被蓋野経路の機能的特性や同経路の操作による行動変容を解析し非常に興味深い結果も得た。一方、翌年度以降に使用する予定のCre発現マウスを予め導入しておく予定であったが、新型コロナウイルスなどの影響により導入できなかったものの、翌年度以降に実施する予定であった光刺激系の最適化を進めたため、全体としてはおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に引き続き脳幹－腹側被蓋野－扁桃体回路の投射様式と脳幹－側被蓋野経路による情動行動制御の解析を進め、逆行性トレーサーや免疫組織化学法、細胞種特異的Cre発現マウスなどを用いて、より詳細な細胞・回路メカニズムを検討する。また、脳幹－扁桃体シナプス可塑性制御機構を電気生理学的に解析する。
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| Causes of Carryover |
次年度以降に使用する予定の細胞種特異的Cre発現マウスを予め導入しておく計画だったが、新型コロナウイルスなどの影響により導入が遅れたため、次年度使用額が生じた。計画通りトランスジェニックマウスの購入に使用する。
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