2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26250011
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
田中 啓治 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (00221391)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 前頭前野 / 認知制御 / 投射特異的機能ブロック / 領野間相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私達の研究チームは、ウィスコンシンカード分類課題（以下WCST課題と略記する）をマカク属サルに訓練して、破壊行動実験法と課題遂行中の動物からの神経細胞活動記録法により、前頭前野領野間の機能分化を調べてきた。この中で解明した各部位の機能から、これらの領野間の相互作用についていくつかの仮説を持った。これらの仮説を検討するため、WCST課題遂行中のサルの前帯状溝領域と主溝領域から局所電場電位とスパイク活動を同時に記録し、特定の情報が特定のタイミングで二つの領野の間の同期した活動に表現される可能性を検討している。これまでに記録し解析した結果では、サンプル刺激定時の直前およびフィードバック提示期に低ベータ周波数帯域の振動が両方の領域で高まり、同時に領野間の同期も高まっていることを示した。
また、特定の投射における情報の流れを選択的に阻害したときの行動への影響を実証するため、投射特異的機能ブロック法の開発を進めている。テトラサイクリン応答因子（TRE）とシナプス伝達の阻害タンパク質であるテトロドトキシン（TeTX）を組み込んだアデノ随伴ウィルスベクターを投射元に注入し、投射に関わる神経細胞の細胞体に直接感染させる。一方、テトラサイクリン制御性トランス活性因子（rtTA）とコレラ毒Bサブユニット（CTB）を融合させたタンパク質（CTB－rtTA）を組み込んだアデノ随伴ウィルスベクターを投射先に注入してそこの細胞に感染させ、CTB-rtTAを産生し続けさせる。CTB-rtTAは近傍の軸索末端に取り込まれ、CTBの軸索逆行輸送能によって投射元へ送られる。ドキシサイクリン（Dox）存在下でrtTAとTREが相互作用し、TeTXが２重感染した神経細胞に特異的に産生される。以上のシステムを作成し、TeTXに融合させた標識分子に対する免疫組織化学染色により有効性をテストしたところ、良い結果を得た。
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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
前頭前野の複数の領野から電場電位とスパイク活動を記録する実験が順調に推移している。また、投射特異的機能ブロック法の開発が大幅に前進した。
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| Strategy for Future Research Activity |
前頭前野の複数の領野から電場電位とスパイク活動を記録する実験はさらに進め、いろいろな方法で解析する。投射特異的機能ブロック法については、電気刺激と誘導電場電位の記録により、テトロドトキシンによるシナプスの機能ブロックがDoxによりオン・オフしていることを確かめる。
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