2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of functional dopamine neuronal subsets
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20H03549
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤山 文乃 北海道大学, 医学研究院, 教授 (20244022)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 晋 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20510960)
和久 剛 同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (40613584)
苅部 冬紀 北海道大学, 医学研究院, 助教 (60312279)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 大脳基底核 / ドーパミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「機能的ドーパミン神経細胞サブセットの解明（令和２年度～令和６年度）」の申請時、研究代表者は同志社大学に所属しており、同大学内の研究分担者と本課題を遂行する予定であった。しかし本課題が採択された令和２年４月と同時に研究代表者が北海道大学大学院医学研究院解剖学分野に異動になり、さらにその直前からCOVID-19が流行し、北海道-京都間の出張はもとより各大学の研究が大幅に制限されることとなった。そのため、可能な限り研究代表者が所属する北海道大学内で申請課題を遂行すべく、北海道大学遺伝子病制御研究所の村上正晃教授（生理研教授兼任）とRNA sequencing法に関する共同研究を開始した。この共同研究により、本課題における黒質緻密部のドーパミン神経細胞を遺伝子特性によってクラスター分類することが可能となった。また線条体の中にD1R遺伝子を持つ直接路ニューロンとD2R遺伝子を持つ間接路ニューロンが偏在している部位があり、それが黒質緻密部の特定の部位と投射関係にあることも明らかにした(Ogata et al., 2022)。最近、アデノ随伴ウイルスのセロタイプ 1（AAV1）が効率的に順行性経シナプス伝播することが報告された(Zingg et al., Neuron, 2017)。しかしこの手法はグルタミン酸作動性興奮性シナプスおよびGABA作動性抑制性シナプスでは成功例の報告があるものの、ドーパミン作動性シナプスでの成功例がなかった。私たちは昨年、世界で初めてドーパミン作動性シナプスにおけるAAV1順行性経シナプス伝播実験に成功し、国際学会に発表して論文投稿中である(Karube et al., submitted)。この成功により、当初予定していた方法よりもより直接的な方法でどのドーパミン細胞がポスト側のどの細胞にシナプス伝搬するのかを解明することが可能になった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
アデノ随伴ウイルスのセロタイプ 1（AAV1）を用いて、ドーパミン作動性シナプスにおける順行性経シナプス伝播実験に成功した。この成功により、当初予定していた方法よりもより直接的な方法でどのドーパミン細胞がポスト側のどの細胞にシナプス伝搬するのかを解明することが可能になった。また、経シナプス性順行性ウイルスベクタAAV1-hSyn1-EBFP-CreによってCreを受け渡された線条体のニューロンについて定量解析し、アセチルコリン細胞とパルブアルブミン細胞に有意に多く受け渡されていることを証明した。さらに三重免疫染色を組み合わせることで、ドーパミン神経軸索がドーパミン受容体（D2R）を介してアセチルコリン神経細胞にドーパミン(Cre)を受け渡している形態学的な証明をすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年4月に開始した本課題においては、申請時同志社大学に在籍していた研究代表者が、同年4月に北海道大学に異動になったことで研究分担者を含む研究体制を再編成した。このことにより、想定外の成功として世界で初めてドーパミン作動性シナプスにおけるAAV1順行性経シナプス伝播実験に成功したことから、当初計画の「ドーパミン細胞サブセット」にとどまらず、前回申請時の手法よりもより直接的な方法でドーパミン神経細胞の投射先の細胞の同定、その細胞の遺伝子情報および投射様式を同時解析することが可能となった。このため、この新しく確立した投射経路特異的遺伝子発現法を用いた課題をできるだけ早く開始し、前回の申請課題よりもより大規模かつ機能的な解析をして、国際的にも前例のない研究を遂行したいと考えている。
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Research Products
(28 results)
