2014 Fiscal Year Research-status Report

感染時に生じる中枢症状の発症基盤

Research Project

Project/Area Number	26860159
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	中村佳子京都大学, 生命科学系キャリアパス形成ユニット, 研究員 (60548543)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	感染 / プロスタグランジン / 発熱
Outline of Annual Research Achievements	感染時には、発熱、倦怠感、不快感、食欲不振などの中枢性の感染症状が見られる。しかしながら、このような症状の中枢メカニズムは明らかにされていない。本研究では、感染時に免疫シグナルを受けて脳内で生産されるプロスタグランジンE2 (PGE2) が作用して発熱を惹起する脳部位である視索前野に局在してEP3 受容体を発現する神経細胞群に着目した。視索前野のEP3受容体発現ニューロンの局所での詳細な機能は明らかになっていない。これまで研究代表者が作製した、EP3受容体特異的にレポーター遺伝子を発現することを可能にする遺伝子改変ラットを用い、光遺伝学、in vivo 生理学、電気生理学、神経解剖学などの技術を多角的に適用することによって、視索前野のEP3受容体発現ニューロンが様々な感染症状の惹起に関わるという仮説の検証を行っている。ウイルスを用いて、神経終末まで運ばれる蛍光タンパクを視索前野EP3発現ニューロン特異的に発現させ、このニューロン群の全投射先の同定を行なった。また、EP3発現ニューロンの視索前野局所での働きを調べるために、視索前野のEP3発現ニューロン特異的に蛍光標識した後、脳のスライス標本を作製し、このニューロン群の電気生理学的な活動を解析した。この電気生理学実験を行うにあたり、スライスの条件や溶液、電気生理記録を行なうシステムなどを検討し、安定して記録が成功するように改良を行なっている。現在は、この遺伝子発現システムを用い、光遺伝学的技術を駆使することによって、視索前野のEP3受容体発現ニューロン特異的にその活動を活性化、あるいは抑制し、それに伴う神経活動の変化やin vivoでの生理学的反応の発現の解析を進めている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 視索前野の脳スライスの電気生理学は、他の脳領域と異なり、神経細胞の脆弱性が高いために安定性に欠けており、実験条件の検討に苦労した。現在も改良を続けているが、当初の予定であったEP3ニューロンの局所作用の解析のみならず、次年度以降行なう予定であった、光刺激を行なうためのシステムを構築し、予備実験を進めている。また、当該年度に予定していたEP3ニューロンの投射先の解剖学的解析を実施完了し、来年度以降の実験の重要な情報が得られている。以上のことから、当初の計画以上に進んでいると判断した。
Strategy for Future Research Activity	スライス電気生理実験については、視索前野EP3ニューロンの活動記録の成功例をより安定的に得るために、脳スライスの作製手技を向上させることと、システムを改良する。この技術を用いることで、EP3ニューロンに対して温度刺激やプロスタグランジンE2刺激を与えた際の神経活動変化を解析し、このニューロンの視索前野局所での機能的役割を明らかにする。また、組織学実験で視索前野EP3ニューロンの投射先の情報が得られたが、これらの投射先を刺激することでどのような自律生理反応が生じるかを解析するために、チャネルロドプシンなどの光感受性チャネルを視索前野EP3ニューロンに発現させ、神経終末まで運ばれる光感受性チャネルを麻酔下あるいは覚醒下でin vivo光刺激して生理反応の変化を解析する。この実験から、視索前野EP3ニューロンに由来する各軸索投射が担う生理機能を明らかにする。さらに、この実験は今後、摂食量の測定と組み合わせることで、発熱に伴う食欲不振の発現機構の解明につなげる。
Causes of Carryover	平成27年4月1日付けで京都大学から名古屋大学へ異動することとなり、その準備のために平成26年度後半に参加を予定していたいくつかの海外や国内の学会への参加をキャンセルせざるを得なくなった。そのため、これらの学会参加費用や旅費として取置いていたものが、次年度に残ることとなった。こうした事情により、異動先の名古屋大学では、平成27年度に本研究をセットアップするにあたり必要な消耗品の購入などの費用が発生するため、この繰越額を充当する予定である。
Expenditure Plan for Carryover Budget	電気生理学実験に使うガラス管等の消耗品、トランスジェニックラットの飼育費、ウイルス作製に使用する細胞培養関係の消耗品、情報収集や研究成果発表を行う学会参加費用・旅費などに当てる予定である。