2022 Fiscal Year Research-status Report
Genetic tracing to reveal the whole brain mapping of taste information processing
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21K09828
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
杉田 誠 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (50235884)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 味覚 / ニューロン / 発生工学的トレーシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
苦味受容味細胞に選択的にトレーサー(WGA-DsRed)を発現するトランスジェニックマウスにおいて、味細胞から移行したWGA-DsRedを受け取る苦味経路ニューロン細胞体の橋結合腕傍核における局在をDsRedの蛍光検出により明らかにし、それらの局在と細胞機能との対応を探究した。橋結合腕傍核において、苦味経路ニューロンは後方medial側と前方external lateral側に局在する。後方medial側と前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンに関して、発現分子を免疫組織化学的に検出し、ニューロン種を同定し比較した。前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンの一部はCGRPを発現するニューロンであり、後方medial側の苦味経路ニューロンからはCGRP陽性細胞はほぼ観察されなかった。後方medial側と前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンの一部はVGLUT2を発現し、その割合は前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンのほうが大きかった。前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンの一部にはGAD65/67の発現もしくはsomatostatinの発現が観察された。神経伝達物質受容体もしくはneuromodulator受容体として、後方medial側と前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンの一部はMC4Rを発現し、その割合は前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンのほうが大きかった。後方medial側と前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンの一部において、mGluR7の発現が観察された。後方medial側と前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンでは、ニューロン種や活性制御機構に差異があることが示唆された。
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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
橋結合腕傍核において、苦味受容味細胞から移行したWGA-DsRedを受け取る苦味経路ニューロンの発現分子を単一細胞レベルで解析し、橋結合腕傍核の苦味経路ニューロンの三次元的空間配置とニューロン種・活性制御機構との連関について、および後方medial側と前方external lateral側に局在する苦味経路ニューロンにおけるニューロン種・活性制御機構の差異について、知見が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
苦味もしくは甘味受容味細胞に選択的に経ニューロン性トレーサー(WGA-DsRed)を発現するトランスジェニックマウスにおいて、①味細胞から移行したWGA-DsRedを受け取る苦味・甘味経路ニューロンの細胞体が、橋・扁桃体・網様体等の脳領域内でどのような三次元的空間配置を示すかをDsRedの蛍光検出により明らかにする。②苦味・甘味経路ニューロンの活性制御機構をc-fos(Zif268)発現誘導検出・パッチクランプ法・カルシウムイメージングにより解析し、応答特性・シナプス伝達分子機構・neuromodulatorやホルモンによるシナプス伝達修飾機構を比較解析する。③苦味・甘味経路ニューロンの発現分子を免疫組織化学的に検出しニューロン種を同定する。④延髄孤束核・橋・扁桃体・網様体等の各脳領域で、苦味・甘味受容味細胞から移行したWGA-DsRedを受け取る苦味・甘味経路ニューロンを、DsRed蛍光を指標として単離・回収し、回収されたシナプス前後の2種のニューロン間で、そして苦味と甘味経路ニューロン間で、多次元的に、発現分子（回路構築やシナプス伝達に関与する分子）を比較解析する。そして橋・扁桃体・網様体等の各脳領域で、苦味・甘味経路ニューロンの①局在、②微細形態、③保有する細胞機能、④ニューロン種との連関を解明し、苦味経路ニューロンと甘味経路ニューロンの間で比較するとともに、苦味・甘味経路のそれぞれを選択的に構築する機構を解明する。さらに扁桃体でWGA-DsRedにより標識され可視化限定される苦味経路ニューロンについて、味覚嫌悪学習の獲得前後で味覚条件刺激への応答性に変化が生じるかを最初期遺伝子Zif268の発現を免疫組織化学的に検出することにより探究し、応答性に変化を生じさせる機構を明らかにする。
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