2021 Fiscal Year Research-status Report
逃避/攻撃行動のスイッチングに関わる神経回路について
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21K07265
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
高田 美絵子 (森島美絵子) 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (30435531)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 神経回路 / 腕傍核 / 視床下部腹内側核 / 扁桃体 / 情動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「逃避か攻撃かを選ぶスイッチングに関わる神経回路の解明」を研究課題として、視床下部腹内側核(ventromedial hypothalamic nucleus; VMH) に投射する腕傍核(Parabrachial nuclei; PB) 神経細胞を中心とした神経回路に着目し、逃避/攻撃行動のスイッチングに関わる情報処理システムについて明らかにすることを目指す。視床下部腹内側核は摂食に関わり、満腹中枢としても知られていたが、攻撃か逃避か、という言葉にあるような情動に関わることが知られている。腕傍核から視床下部腹内側核へは軸索を介してストレスや脅威の環境下で生命維持に必要な情報が送られている。一方で、腕傍核は扁桃体(Central Amygdala; CeA) にも軸索を投射し、嫌悪等の情動に関与した情報を送ることが知られている。そこで腕傍核を中心とした視床下部腹内側核および扁桃体の神経回路ネットワークが逃避か攻撃かのスイッチングに関わるのはないかと仮説を立てた。逃避行動と攻撃行動のスイッチングに関しては未だ不明な点多い。逃避/攻撃のスイッチングに関わる細胞レベルでの神経回路を明らかにすることで、社会問題となっている“きれやすい”等の攻撃行動の対処法にも結び付く知見につながると考えられ重要な研究課題であると考えられる。本年度は、腕傍核から視床下部腹内側核へ軸索を投射する細胞タイプについて、分子マーカーや、腕傍核内での局在など、解剖学的な観点から調べた。その結果、腕傍核から視床下部腹内側核へ軸索を投射する細胞は、腕傍核内にランダムに存在するのではなく、特異的な局在パターンをもつことなどがわかった。
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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
視床下部腹内側核に軸索を投射する腕傍核神経細胞の細胞タイプについて明らかにするために、逆行性トレーサー等を用いて、その局在、分子マーカー、電気生理的性質について調べた。視床下部腹内側核に軸索を投射する腕傍核神経細胞を標識するために、注入部位等の条件検討を行い、標識された腕傍核神経細胞が特徴的な局在パターンを示すことがわかった。また、腕傍核神経細胞には多様な細胞種が混在することが知られている。このために逆行性に標識した細胞が特定の分子マーカーを発現するのかについて調べた。さらに、視床下部腹内側核に軸索を投射する腕傍核神経細胞を標識したマウスから生きた脳スライス標本を作成し、パッチクランプ法を用いて細胞内記録し、電気的性質を調べた。その結果、大きく特性の異なる複数種の神経細胞が記録できた。このため、視床下部腹内側核に軸索を投射する腕傍核神経細胞は、均一な細胞群ではないことがわかった。引き続き、細胞タイプについて明らかにし、細胞レベルでの神経回路の情報処理システムの解明につなげていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
腕傍核は多岐にわたる恒常性維持や情動に関わる多次元の情報が集まる核であり、例えば、腕傍核から視床下部腹内側核への投射線維を光遺伝学的に刺激すると逃避行動につながることが報告され、また、腕傍核から扁桃体への投射繊維は、嫌悪等の情動制御を行うことが知られている。しかしながら、腕傍核内での細胞レベルでの情報処理システムについてはほとんどわかっていない。このため、腕傍核から視床下部腹内側核に投射する神経細胞を中心とした神経回路を明らかにすることが重要である。昨年度は、視床下部腹内側核に軸索を投射する腕傍核神経細胞は特徴的な局在パターンを持つ不均一な細胞集団であること明らかにした。今年度は、それぞれの細胞が腕傍核内でどのような回路を構成しているかを明らかにするために、２細胞同時パッチクランプ法と光遺伝学的手法を組み合わせて実験していく予定である。２細胞同時パッチクランプ法を用いることによって２つの細胞間ネットワークに加えて、それぞれの細胞への入力の仕方が同時に記録することができ、より回路的な観点から研究を進めることができる。この方法によって、逃避か攻撃かを選ぶスイッチングに関わる神経回路を細胞レベルでの神経回路の情報処理システムにつなげられると考えられる。
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