2021 Fiscal Year Research-status Report
個体差形成に関与する匂い－ストレス反応における選択的抑制機構の解明
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21K12092
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
松川 睦 日本大学, 医学部, 准教授 (90318436)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 感性脳科学 / 感性形成機構 / 個体差形成 / ストレス緩和 / 次世代シークエンス / 抑制性回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は感性における個体差の形成過程を解明するため、動物が先天的に持っている捕食者臭誘発ストレス反応を指標として、価値判断基準を改変するために重要と考えられる選択的かつ直接的な脳内抑制システムに関与する抑制性神経伝達物質を、続いて詳細な神経回路網を特定することで、どの神経回路もしくは神経細胞が選択的な抑制システムに重要なのかを確認することを目的としている。
そこで本年度は、捕食者臭（キツネ臭）によって匂いストレスを誘発した動物と、キツネ臭とバラ臭を同時に嗅がせることによってキツネ臭誘発ストレスを緩和させた動物とを用いて、何の匂いも嗅いでいない対照群に対して、脳内で発現が有意に変化する遺伝子を次世代シークエンス法により比較・検討した。本年度対象とした脳領域は、嗅覚情報が最初に入力される大脳皮質の一次嗅覚野である前梨状葉皮質とした。しかし、前梨状葉皮質にはさらに細分化された2つの細領域（腹側吻側部と背側部）が存在するだけでなく、これらの細領域にまたがる抑制性神経回路が匂いストレスの発現およびその緩和に関与している可能性をこれまでの研究で示唆してきている。そこで、この2か所の細領域それぞれを対象として次世代シークエンスを行ったところ、それぞれの細領域ごとに、発現遺伝子の相違があることが明らかとなった。
続いて神経系の、特に神経抑制システムに関わっていることが示されている遺伝子群を中心にクラスター解析を行ったところ、背側部においてストレス発現に関わる可能性のある遺伝子群があり、また腹側吻側部においては匂いストレスの緩和に関わる可能性のある遺伝子群があることが示された。
現在、これらの遺伝子群が、実際にこれらの細領域内のどの層で、どのような神経回路を構成しているのかについての形態学的検討を進めている。
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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
本研究では、捕食者臭（キツネ臭）によってストレスを誘発したマウスと、キツネ臭とバラ臭の混合臭によってストレスを緩和させたマウスとを用いて、何の匂いも嗅いでいない対照群に対して、脳内で発現が有意に変化する遺伝子を次世代シークエンス法により比較・検討することを企画し、その対象領域として嗅覚情報処理過程（嗅球（背側部と腹側部）、一次嗅覚野（腹側吻側部と背側部）、扁桃体梨状皮質移行領域）およびこれまでに関与が示唆されている脳領域（分界条床核（内側部と外側部）、中隔核（内側部と外側部））を選定したが、本年度はこの中から、匂い情報を大脳皮質内で最初に受け取り処理する領域である一次嗅皮質を対象として解析を行うこととした。その結果として一次嗅覚野の背側部においてストレス発現に関わる可能性のある神経抑制システムに関与する遺伝子群があり、また腹側吻側部においては匂いストレスの緩和に関わる可能性のある抑制性の遺伝子群があることが示された。
これらの抑制性神経細胞およびその神経回路を具体的に観察するために現在、形態学的に検討を行っているところである。さらにその後、これらのうち、特定された抑制システムに関与すると考えられる遺伝子群を対象としたプライマー遺伝子を作成し、リアルタイムPCR法を用いた解析を行っていく予定である。
以上のように、現在の状況としては当初の研究計画に基づいて、少しずつではあるが順調かつ着実に進捗しているものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、一次嗅覚野である梨状葉皮質の腹側吻側部と背側部における遺伝子発現データが収集でき、キツネ臭によってストレス反応が生じる際に発現が変化する遺伝子や、キツネ臭とバラ臭の混合臭によってストレス反応の緩和が生じる際に発現が変化する遺伝子など、多数の遺伝子が検索されており、今後、それぞれの動物群における遺伝子発現の変化を詳細に比較・解析していく予定である。そのために、一次嗅覚野の細領域それぞれにおける内在性抑制回路および細領域間にまたがる抑制システムのうち、どこがストレス発現およびその緩和に関与しているのかの形態学的検討を現在行っている。
次に、これまでに関与が示唆されている他の脳領域（分界条床核（内側部と外側部））における発現遺伝子の解析を次世代シークエンス法にて行う予定である。梨状葉皮質および分界条床核は、匂いストレスの発現やその緩和に関与していることが示唆されており、この両領域における発現遺伝子の変化を比較・検討することで、匂いストレス反応を緩和する際に活性化する選択的な脳内抑制システムの一端が明らかになるものと考えている。さらに、それぞれの動物群での発現遺伝子の相違を元に、どこでどのような遺伝子が発現することでストレス、もしくはストレス緩和に作用するのかの解明につながることが期待される。
さらに引き続き、他の候補として考えている脳領域での次世代シークエンス解析を順次進めて、これらの異なる領域での遺伝子発現解析を総合することで、関与する脳領域および関与する神経細胞／回路網の特定が進むものと考えている。
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