2022 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidating the neural mechanism that regulates social distance

Research Project

Project/Area Number	21H02660
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	征矢晋吾筑波大学, 医学医療系, 助教 (90791442)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	Npbwr1 / 個体間距離 / 扁桃体
Outline of Annual Research Achievements	扁桃体中心核（CeA）におけるNpbwr1発現ニューロン(Npbwr1ニューロン）がソーシャルディスタンスの調節時にどのような活動動態を示すのかを明らかにするため、Npbwr1-iCre（ヘテロ）マウスのCeAにAAVを用いてjGCaMP7cを発現させ、ファイバーフォトメトリーを用いたカルシウムイメージングを行った。リアルタイムにソーシャルディスタンスを計測する解析プログラムと併用し、ソーシャルディスタンスが増減するタイミングでNpbwr1ニューロンのカルシウム動態を観察した。その結果、Npbwr1ニューロンは新規個体（雄、雌）との接触によって活動が増加し、既知の個体との接触時にはその活動に変化が見られなかった。また、AAVを用いてNPBWR1およびNPBWR1(SNP)をNpbwr1-iCre（ホモノックイン）マウスのCeAに発現させ、新規個体に対する社会行動およびソーシャルディスタンスを評価するとともに、その際の神経活動をファイバーフォトメトリーを用いて観察した。その結果、NPBWR1(SNP)を発現させた群では新規個体との接触時にNpbwr1ニューロンの活動増加が観察されたが、NPBWR1を発現させた群では変化が見られなかった。また、NPBWR1(SNP)を発現させた群では、コントロールに比べて社会行動およびソーシャルディスタンスに変化は見られなかったが、NPBWR1を発現させた群ではソーシャルディスタンスの増加および社会行動の減少が観察された。以上の結果から、新規個体との社会的接触に高まるCeAのNpbwr1ニューロンの神経活動は社会性の向上に重要な役割を果たしており、Giタンパク共益型受容体であるNpbwr1はこのニューロンを抑制することで新規個体に対する不必要な接触を避ける働きがあることが想定される。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 現在、これまでに得られた実験の結果を論文として投稿する準備を行っている。さらに、新規個体との社会的接触を行う上でNpbwr1ニューロンの活動増加が必要であるかどうかを明らかにするため、新規または既知のマウスに対する社会行動を同時に評価した。薬理遺伝学によりNpbwr1ニューロンの活動を抑制した結果、新規マウスに対する社会行動においてのみ減少傾向が観察された。したがって、新規マウスに対して常に観察される探索行動を持続して行うためにはNpbwr1ニューロンの活動増加が重要であり、このニューロンは新規マウスを検知する神経メカニズムに関与する可能性が示唆される。
Strategy for Future Research Activity	Npbwr1ニューロンの操作により新規個体に対する社会性が変化することから、このニューロンの人為的興奮が社会的敗北ストレスによる社会性低下を回復させるかどうかを検証する。具体的には、CD-1マウスを用いた１週間の社会的敗北ストレスを与えた後に同種の個体（BL6J)に対する社会性を評価する。これまでに、コントロール群では同種の個体に対する社会性が減少したが、hM3Dq（薬理遺伝学）を用いてNpbwr1ニューロンを興奮させた群では社会性が回復する傾向を示す知見が得られている。今後はこの実験を進めるとともに、Npbwr１ニューロンが新規個体との接触によって興奮する神経メカニズムに焦点を当てる。狂犬病ウイルスを用いたこれまでの実験結果から、Npbwr１ニューロンに興奮性の入力を送る脳部位の特定および社会的接触時における活動動態を明らかにする。また、Npbwr1のリガンドであるNPB/NPWを産生するニューロンを操作することで、新規個体に対する社会行動にどのような影響を与えるのか検証する。