2021 Fiscal Year Research-status Report
A pair of 5-HT neurons responsible for emotional contagion in Drosophila
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21K18238
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
齊藤 実 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 副所長 (50261839)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒見 坦 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 研究員 (30009633)
鈴木 力憲 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 研究員 (80836172)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 情動伝染 / ショウジョウバエ / セロトニン作動性神経細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
予備実験からショウジョウバエの熱退避行動は集団で亢進すること、この亢進は匂いや音でなく、他者の退避行動を観察すること、特に他者の翅の存在に依存する（翅を切った他者の熱逃避行動を見ても誘導されない）ことなどから、ショウジョウバエにも他者の情動行動に自身の行動が影響される情動伝染があることが明らかになった。さらにショウジョウバエの情動伝染は感覚・運動制御中枢の中心体に投射する、僅か一対の5-HT神経細胞（情動伝染5HT神経細胞）により制御され、記憶中枢キノコ体が必要なこと、情動伝染は羽化後5日以内に発達することなどが示唆された。
2021年度は先ずこれら予備実験を追試して十分なデータを得た。さらにコネクトームデータ解析プログラム作成して情動伝染5-HT神経細胞（PMPD-5HT）の入出力経路を調べ、PMPD-5HT神経細胞は中心複合体を構成するfan-shaped body 6層神経細胞 (FB6A)とellipsoid bodyのER3d神経細胞に投射し、FB6Aとはfeedback loopを形成していることが示唆された。キノコ体と情動伝染5-HT神経細胞を直接結ぶMBONは見つからなかったが、FB6AにはMBON24を介した入力があること、さらにFB6Aから入力を受けてMBON24に出力する神経細胞（LHPV5e1）が存在し、FB6AとMBON24との間でもfeedback loopが形成されていることを示唆する結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初キノコ体神経細胞やPMPD-5HTが情動伝染の発達・発現にどのように関与するのかを調べる行動遺伝学的解析を進める予定であった。しかしコロナ禍により必要な系統の入手が困難となり研究協力者の日程が合わないなどの事態も起きた。そこで前倒しでコネクトーム解析プログラムを作成し、データ解析を行うことで、全体としての進捗に重大な遅延がないようにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
コネクトーム解析の結果を参考に、情動伝染の発達と表出に関与する神経回路の実体を明らかにする。最初はα/β KC、α’/β’ KC, γ KCに分類されるキノコ体神経細胞のどのキノコ体神経細胞（KC）が情動伝染の発達と表出に関与するのか？熱遺伝学的手法を用いて発達期、表出期特異的な活動操作を行い明らかにする。PMPD-5HT神経細胞も同様の活動操作を行い情動伝染の発達・表出への関与の違いを調べる。また侵害刺激、視覚刺激に対するFB6Aの反応性を調べ、これがPMPD-5HT神経細胞によりどのような修飾を受けるのか？逆にfeedback loopによりPMPD-5HT神経細胞の活動がどう変化するのか？などを検証するためのリアルタイムイメージング系を開発する。一方情動伝染が何故集団飼いで発達するのに個飼いで発達しないのか？集団飼育の経験はどの神経回路にどのようにコードされるのか？熱以外のモダリティに対する情動伝染も表現されるのか？などについて上記の実験結果を基盤に研究を推進していく。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により必要なショウジョウバエ変異系統の入手が困難となり、また研究協力者の日程が合わないなどの事態が起きたため物品費、謝金などに残額が生じた。次年度は計画遂行に必要なショウジョウバエ変異系統や物品を早急に入手すると共に、研究協力者の日程を再度調整して未達の実験を開始する。
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