進化的感覚器喪失に起因する神経回路変化を実験的に再現する

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K06298
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• Principal Investigator: 守屋 敬子 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 研究員 (70392371)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 鋤鼻系 / 霊長類 / 内側扁桃体 / 扁桃体皮質核 / コモンマーモセット / 進化

Outline of Annual Research Achievements

多くの哺乳類は、フェロモン受容を担う鋤鼻器が存在するが、ヒトにはない。しかし、胎児期には一旦鋤鼻器が形成されて、その後消失すると考えられており、鼻腔に痕跡が残されている。この、鋤鼻器喪失を擬似的に再現するために、実験動物であるコモンマーモセットを用いて実験を行っている。
マウスの研究より、鋤鼻ニューロンに必須のTRPC2をノックアウトした個体では、鋤鼻器から投射先の副嗅球への投射が極端に減少することが知られている。コモンマーモセットにおいてもTRPC2の機能を阻害することで、鋤鼻神経回路の投射が乱れると予想される。そこで、PiggyBac遺伝子発現システムを利用し、TRPC2のshRNAをゲノムに組み込み恒常的に発現するマーモセットを作製した。現在飼育中で、時期を見て神経回路の可視化を行う予定である。
また、野生型マーモセットの鋤鼻神経回路の可視化も試みた。副嗅球ー内側扁桃体ー扁桃体皮質核のループ回路を確認するため、扁桃体皮質核に神経トレーサーを注入し、順行性および逆行性の神経回路を解析する予定であったが、現時点では目的の扁桃体皮質核に注入できた例を得られていない。しかし、目的領域以外にトレーサー注入された個体の解析からも有益な情報が得られる可能性もあるため、解析を進めている。今後は実験個体数を増やして目的領域への注入個体を作成し、解析を目指す予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

鋤鼻系神経回路可視化実験に関しては、目的領域への注入効率が悪く、難航している事が挙げられる。原因の一つにマーモセットの個体差が影響しており、対応が求められる。
また、鋤鼻機能欠失マーモセットに関しては、年度に1産（2頭）の動物の入手が限界で、ハイペースで実験を進めることが難しい。入手できた動物を丁寧に解析していきたいと考えている。

Strategy for Future Research Activity

現研究施設にはCTやMRIの設備はなく、事前に個体独自の脳地図を得ることが難しい。年齢や頭蓋骨の形状を元に微調整を加えていく予定である。
また、結果の解釈が難しくなるが、広範囲にラベルできるような方法での可視化を試み、確実に神経回路の可視化を目指す。
鋤鼻機能欠損マーモセットについても順次鋤鼻神経回路の可視化を試み、解析する予定である。

Causes of Carryover

適切な年齢の購入可能なマーモセットの不足、およびデータをまとめて発表できるだけの実験結果を得られなかったことにより、物品費（動物購入費）に未使用が生じた。加えて著しい研究成果をまだ得られていないため、学会発表の機会もなく、旅費が未使用となった。
次年度は購入可能動物の頭数を確保できていることから、未使用額は動物購入費に充てる。