2021 Fiscal Year Research-status Report
Imaging of happy signal in the brain using a novel fluorescent oxytocin sensor
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21K06421
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
稲生 大輔 大阪大学, 医学系研究科, 特任講師(常勤) (40721981)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | オキシトシン / 蛍光イメージング / 神経伝達物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳内で”幸せ”という感覚は何に起因するのであろうか？ これまでに幸せを感じると脳の中では、オキシトシンと呼ばれる”幸せホルモン”が増加することが示唆されてきている。しかしながら、既存手法を用いて、生きた動物の脳内のオキシトシン動態を精度よく計測することは困難である。そこで、脳内におけるオキシトシン動態を蛍光イメージングにより高感度測定ための新規技術開発を行ってきた。オキシトシン受容体の細胞内ドメインにGFPを挿入したキメラタンパク質にランダム変異を導入し指向性分子進化を施すことで、オキシトシン結合により約7倍蛍光強度が変化する世界初のオキシトシン蛍光センサーを開発することに成功した。本蛍光センサーを、アデノ随伴ウイルスにより生きたマウス脳内に導入し、ファイバーフォトメトリー法によるin vivo脳内オキシトシン動態測定を行った。驚くべきことに、自由行動下の成体マウスにおいて、脳内でオキシトシン濃度が2時間程度の周期で振動していることが明らかとなった。我々はこの新規オキシトシン脳内動態を”オキシトシン振動”と名付けた。また、ホルモン動態が加齢により変化する過去の知見を鑑み、様々な月年齢のマウス (2カ月、6カ月、1年、2.5年) を用いて、オキシトシン振動の測定を行った。興味深いことにオキシトシン振動の周期は、マウスの加齢とともに減少していくことが分かった。本結果は、脳内オキシトシン動態と加齢による脳の老化に関連がある可能性を示唆する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
現在までに高感度オキシトシン蛍光センサーの開発に成功したが、予想以上にダイナミックレンジの大きな変異体を得ることを達成できた。また、生きたマウスの脳に本センサーを導入し、in vivo測定を行ったところ、”オキシトシン振動”という新規現象を発見するに至った。すなわち、本センサーは既存手法では見えてこなかったような全く新しいオキシトシン動態パターンを検出できるポテンシャルを秘めていると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までに新規オキシトシン蛍光センサーを用いたin vivo脳内オキシトシン動態測定に成功した。次年度以降は様々な刺激条件下での脳内オキシトシン動態測定を進めていき、当該研究分野に新たな地平を切り開いていきたい。
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[Journal Article] Analysis of Pharmacokinetics in the Cochlea of the Inner Ear2021
Author(s)
Seishiro Sawamura, Genki Ogata, Kai Asai, Olga Razvina, Takeru Ota, Qi Zhang, Sasya Madhurantakam, Koei Akiyama, Daisuke Ino, Sho Kanzaki, Takuro Saiki, Yoshifumi Matsumoto, Masato Moriyama, Yasuo Saijo, Arata Horii Yasuaki Einaga, Hiroshi Hibino
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Journal Title
Front Pharmacol
Volume: 599
Pages: 633505
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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