運動で高まるストレス耐性の神経機構解明：交差耐性仮説の検証

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K11441
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 岡本 正洋 筑波大学, 体育系, 助教 (30726617)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 低強度運動 / 海馬 / 歯状回門 / 苔状細胞 / ストレス

Outline of Annual Research Achievements

ストレス対処能力の向上は、うつ病やアルツハイマー病などの精神疾患や認知機能障害の予防の観点から重要であるが、ストレス適応を高める神経機構は未だ不明である。研究代表者はこれまでに、低強度運動が海馬の神経新生を高め、記憶・学習能力を向上させるだけでなく、一過性のストレスによる認知機能の低下を防ぐことを明らかにした。近年、歯状回門の苔状細胞が顆粒細胞層の神経とネットワークを構築し、不安やうつ様行動の制御に関わっていることが報告されている。そこで、本年度は一過性の低強度運動が歯状回門の苔状細胞を活性化するか免疫組織化学染色法を用いて検証した。Wistar系雄性ラットを用い、１週間ほどトレッドミルでの走行学習を施した後、 低強度での急性運動（13.5 m/min, 30min）を行った。運動終了後、90分後に脳を摘出し、凍結切片を作成し、評価を行った。その結果、海馬歯状回の顆粒細胞層におけるc-fos（神経活性マーカー）陽性細胞は背側部、腹側部ともに有意に増加していた。一方、歯状回門の活性化した苔状細胞数に領域に異なる傾向を示し、低強度運動により海馬腹側部の苔状細胞で有意に増加した一方、海馬背側部では、運動による苔上細胞の顕著な活性化を見られなかった。海馬の背側部と腹側部では機能が異なり、腹側部は情動やストレス反応の調節を担うことが知られている。運動で高まるストレス耐性にこの苔上細胞が何らかの形で関わっている可能性が想定される。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

解析途中であるが、一過性の低強度運動による苔状細胞が活性化は海馬の腹側部で顕著であることが示唆された。また、神経細胞の活性化の別の指標として、ファイバーフォトメトリーによる評価の準備も進めており、概ね順調に推移している。

Strategy for Future Research Activity

解析途中の免疫組織化学染色のサンプルの解析を進めるとともに、ファイバーフォトメトリーによる評価法を用い、低強度運動で海馬腹側部の神経活性化するか評価行う予定である。また、CUBIC-HV技術を活用し、運動とストレスで活性化する脳領域の３次元座標を作成し、ストレス耐性を担う脳領域の同定を取り組む予定である。

Causes of Carryover

最終年への準備として、大規模な実験実施は避け、予備検討や既存サンプルの解析を中心に実施する方針に変更したため、次年度使用額が生じた。予備検討は概ね完了しており、助成金を有効に使用できるよう研究を推進する予定である。