神経回路可視化と光操作による薬物依存形成脳内機構の解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H02799
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 橘 吉寿 神戸大学, 医学研究科, 准教授 (50373197)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金田 勝幸 金沢大学, 薬学系, 教授 (30421366)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: コカイン / ドーパミン / マウス / 大脳皮質 / ミクログリア / 依存症

Outline of Annual Research Achievements

昨今、各種報道において、「依存症」という言葉を目にしない日は無い。なかでも、薬物依存は精神と肉体を蝕み、自己のみならず家族をも不幸に巻き込む由々しき問題であり、社会的関心は非常に高い。しかしながら、薬物依存症の病態解明は今だ十分でない。薬物の本質は、脳が如何に喜びを感じ、その状況に耽溺するかにあると考えられる。特に、脳のなかで、神経伝達物質であるドーパミンは快楽に深く関係する物質であり、麻薬であるコカインはドーパミンの脳内濃度を高めることが知られている。
本研究では、薬物依存形成に伴う神経回路動態を明らかにすることで、薬物依存症の病態解明と新規治療法の探索に取り組みたいと考える。今年度は、神経細胞活動に大きく影響を与えると考えられる脳内ミクログリアに、緑色蛍光タンパク質が発現したCx3cr1-EGFPマウスを用い、このマウスの腹腔内にコカインを投与し、大脳皮質一次体性感覚野におけるミクログリアの動態解析を2光子顕微鏡による蛍光イメージングにより行った。その結果、ミクログリアの突起先端の動きは、コカイン投与前に比べ、コカイン投与後では有意に上昇した。他方、脳内環境をモニターすると考えられるミクログリアの突起がサーベイする領域（監視領域）は、コカイン投与後、有意に減少することを発見した。これらの結果から、コカイン投与により、脳内のドーパミン濃度が低下することを発端とし、神経細胞-グリア細胞連関に変調を期待し、行動変容を誘導しているのではないかと考えられる。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Bordeaux(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: University of Bordeaux
• [Journal Article] Social defeat stress enhances the rewarding effects of cocaine through α1A adrenoceptors in the medial prefrontal cortex of mice (2024)
  • Author(s): Saito A, Murata H, Niitani K, Nagasaki J, Otoda A, Chujo Y, Yanagida J, Nishitani N, Deyama S, and Kaneda K.
  • Journal Title: Neuropharmacology Volume: 242 Pages: 109757～109757
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2023.109757
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The cerebellar cortex receives orofacial proprioceptive signals from the supratrigeminal nucleus via the mossy fiber pathway in rats. (2023)
  • Author(s): Tsutsumi Y, Sato F, Furuta T, Uchino K, Moritani M, Bae YC, Kato T, Tachibana Y, and Yoshida A.
  • Journal Title: The Cerebellum Volume: 22 Pages: 663～679
  • DOI: 10.1007/s12311-022-01434-z
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Regulation of lipid synthesis in myelin modulates neural activity and is required for motor learning (2023)
  • Author(s): Kato D, Aoyama Y, Nishida K, Takahashi Y, Sakamoto T, Takeda I, Tatematsu T, Go S, Saito Y, Kunishima S, Cheng J, Hou L, Tachibana Y, Sugio S, Kondo R, Eto F, Sato S, Moorhouse AJ, Yao I, Kadomatsu K, Setou M, and Wake H.
  • Journal Title: Glia Volume: 71 Pages: 2591～2608
  • DOI: 10.1002/glia.24441
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cerebellar nuclei receiving orofacial proprioceptive signals through the mossy fiber pathway from the supratrigeminal nucleus in rats. (2023)
  • Author(s): Tsutsumi Y, Morita Y, Sato F, Furuta T, Uchino K, Sohn J, Haque T, Bae YC, Niwa H, Tachibana Y, and Yoshida A.
  • Journal Title: The Cerebellum Volume: online Pages: online
  • DOI: 10.1007/s12311-023-01602-9
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Role of neurotrophic and growth factors in the rapid and sustained antidepressant actions of ketamine (2023)
  • Author(s): Deyama S, and Kaneda K.
  • Journal Title: Neuropharmacology Volume: 224 Pages: 109335～109335
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2022.109335
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intranasal administration of resolvin E1 produces antidepressant-like effects via BDNF/VEGF-mTORC1 signaling in the medial prefrontal cortex (2023)
  • Author(s): Deyama S, Aoki S, Sugie R, Fukuda H, Shuto S, Minami M, and Kaneda K.
  • Journal Title: Neurotherapeutics Volume: 20 Pages: 484～501
  • DOI: 10.1007/s13311-022-01337-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Varenicline enhances recognition memory via α7 nicotinic acetylcholine receptors in the medial prefrontal cortex in male mice (2023)
  • Author(s): Esaki H, Deyama S, Izumi S, Katsura A, Nishikawa K, Nishitani N, and Kaneda K.
  • Journal Title: Neuropharmacology Volume: 239 Pages: 109672～109672
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2023.109672
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of 5-HT1A receptors in the basolateral amygdala on 3,4-methylenedioxymethamphetamine-induced prosocial effects in mice (2023)
  • Author(s): Esaki H, Sasaki Y, Kamada H, Mukai S, Ohshima Y, Nakada S, Ni X, Deyama S, and Kaneda K.
  • Journal Title: European Journal of Pharmacology Volume: 946 Pages: 175653～175653
  • DOI: 10.1016/j.ejphar.2023.175653
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Noradrenergic stimulation of α1 adrenoceptors in the medial prefrontal cortex mediates acute stress-induced facilitation of seizures in mice (2023)
  • Author(s): Niitani K, Ito S, Wada S, Izumi S, Nishitani N, Deyama S, and Kaneda K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Pages: 8089-
  • DOI: 10.1038/s41598-023-35242-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Movement disorders: the imbalance between hyperdirect and direct pathways in the basal ganglia. (2024)
  • Author(s): Tachibana Y
  • Organizer: Bordeaux Neurocampus
  • Invited
• [Presentation] The thalamo-insular cortical pathway is responsible for the expression of motor tics in mice. (2024)
  • Author(s): Kuno H, Tsuji N, Kobayashi K, Tachibana Y, and Takumi T.
  • Organizer: Gordon Research Conference -Basal Ganglia-
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 口腔感覚の変調により不随意運動を改善する (2023)
  • Author(s): 橘 吉寿
  • Organizer: 令和5年度日本大学歯学部大学院特別セミナー
  • Invited
• [Presentation] マウスピースによるチック症改善とその作用機序 (2023)
  • Author(s): 橘 吉寿
  • Organizer: 第65回小児神経学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] The therapeutic effect and underlying mechanism of oral splint for ameliorating tic symptoms in patients with Tourette syndrome. (2023)
  • Author(s): Tachibana Y, Kuno H, Tsuji N, Yoshida A, and Takumi T.
  • Organizer: SOCIETY FOR NEUROSCIENCE 53TH ANNUAL MEETING
  • Int'l Joint Research