2023 Fiscal Year Research-status Report
Study of neural circuitatory mechanisms underlying stuttering using songbirds
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21K18265
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
和多 和宏 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70451408)
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2021-07-09 – 2025-03-31
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| Keywords | 発話障害 / 動物モデル / 大脳基底核 / 時系列制御 / ドーパミン受容体 / 発声学習 / 鳴禽類ソングバード / 吃音 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、鳴禽類ソングバードを動物モデルとして用い、発話コミュニケーション障害「吃音」の発症メカニズムを神経機能学的に解明することである。本研究では、吃音を「音素時系列配列の制御異常」が発症の一因と捉え、その原因が大脳基底核ループ経路における機能異常にあるとする『大脳基底核ループ経路異常』仮説を検証する。そのために、発声学習によって発声パターンを獲得する鳴禽類ソングバードを実験動物モデルとして用いた研究を進めている。これを踏まえ、2023年度において以下の研究を進めた。
アデノ随伴ウイルス（Adeno-associated virus: AAV）によるmiR30バックボーンにしたshRNAi法を導入し、ドーパミン受容体サブタイプ1（D1R）, サブタイプ2（D2R）特異的な遺伝子ノックダウンを可能にするコンストラクトを作製した。このD1R/D2R特異的なノックダウンを可能にするAAVを、発声学習臨界期を過ぎたzebra finch及びBengalese finch成鳥の大脳基底核内の歌神経核Area Xに発現誘導し、D1R及びD2Rの発現量の減少度合いノックダウンの程度・感染細胞数と発声パターンへの影響を検証する実験を開始した。その際、発声学習臨界期後で繰り返し音素を多く生成する個体とそうでない個体の２群に分け、異常繰り返し発声行動の誘発の違いが状況依存的（雌の存在下）に生じるのかも現在検証中である。
また、吃音が発声学習の過程で発症することを鑑みて、ソングバードの歌学習臨界期前に上記のAAVをArea Xにインジェクションし、D1R及びD2Rのノックダウン実験を開始した。
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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
当初実施予定にしていたアデノ随伴ウイルス(AAV)を用いたソングバード大脳基底核歌神経核でのドーパミン受容体のサブタイプ特異的な遺伝子ノックダウン実験を概ね予定通り進めていくことができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
吃音が発声学習の過程で発症することを鑑みて、ソングバードの歌学習臨界期前に上記のD1R及びD2RノックダウンAAVをArea Xにインジェクションし、発声学習過程の発声パターンへの影響と成鳥時の雌の存在有無による状況依存的な発声パターン異常の誘発が惹起されるか検証を行う。
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| Causes of Carryover |
学会発表の予定が諸事情によりキャンセルされたことと、動物使用数を当初予定よりも少なく抑えることができたため、それらの目的で使用予定であった費用を2023年度内に無理に使用することを避けたため。その繰越分は、次年度における、国際学会での研究発表及び共同研究先訪問の旅費として使用予定にしている。
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