2016 Fiscal Year Annual Research Report
線条体におけるカルシウム振動の描出と生理学的意義の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Non-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature |
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| Project/Area Number |
16H01621
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
田中 謙二 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (30329700)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 意欲 / 線条体 / 島皮質 / D2 / カルシウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
意欲行動中に見られる線条体D2-MSNの活動振動がどのような神経入力によって作られるのか調べるために、腹外側線条体D2-MSNの入力先の一つの候補である島皮質の投射神経の活動を調べた。島皮質の投射神経特異的にCreを発現するRbp4-Creマウスを導入し、島皮質にAAV DIO yellow cameleonを注入した。島皮質の投射神経にyellow cameleonが発現した状態でオペラント行動実験を行い、細胞体および線条体投射軸索のカルシウム活動を記録した。細胞体での集合カルシウム観察では、オペラント行動の各イベント（トライアル開始、レバー押し開始、報酬獲得）で変化を見いだせなかった。一方で線条体へ投射する軸索の集合カルシウム観察では、トライアル開始時、レバー押し開始時に終末のカルシウム信号が低下し、報酬獲得時に戻ることがわかった。線条体D2-MSNはトライアル開始、レバー押し開始で集合カルシウムが増加することから、島皮質の活動抑制が線条体D2-MSNの興奮をもたらしていることがわかった。島皮質の活動と線条体の活動の関係性を明らかにするために、島皮質にムシモールを入れて腹外側D2-MSNの集合カルシウム活動を測定した。このとき島皮質の抑制によってカルシウム振動が有意に増加することが明らかになった。このことから、意欲行動の開始時には島皮質から線条体へfeedforward inhibitionで信号が送られていることが分かった。
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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
カルシウム振動を行動中に記録し、その活動をもとに光操作できている。カルシウム振動の生理的意義に迫れる研究が出来ているとみなせるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
島皮質軸索の光操作、これによる意欲行動の変化を調べる。feedforward inhibitionの存在をより回路レベルで記載するために、in vivo電気生理と光操作を組み合わせた実験を行う。
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[Journal Article] The balance between Cathepsin C and Cystatin F controls remyelination in the brain of Plp1-overexpressing mouse, a chronic demyelinating disease model.2017
Author(s)
Shimizu T, Wisessmith W, Li J, Abe M, Sakimura K, Chetsawang B, Sahara Y, Tohyama K, Tanaka KF, Ikenaka K
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Journal Title
Glia
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Ventrolateral striatal medium spiny neurons positively regulate food-incentive, goal-directed behavior independently of D1 and D2 selectivity.2017
Author(s)
Natsubori A, Tsustui-Kimura I, Nishida H, Bouchekioua Y, Sekiya H, Uchigashima M, Watanabe M, de Kerchove d'Exaerde A, Mimura M, Takata N, Tanaka KF.
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Journal Title
J Neurosci
Volume: 37
Pages: 2723-2733
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Dysfunction of ventrolateral striatal dopamine receptor type 2-expressing medium spiny neurons impairs instrumental motivation.2017
Author(s)
Tsutsui-Kimura I, Takiue H, Yoshida K, Xu M, Yano R, Ohta H, Nishida H, Bouchekioua Y, Okano H, Uchigashima M, Watanabe M, Takata N, Drew MR, Sano H, Mimura M, Tanaka KF.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 8
Pages: 14304
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Astrocyte-mediated infantile-onset leukoencephalopathy mouse model.2017
Author(s)
Sugio H, Tohyama K, Oku S, Fujiyoshi K, Yoshimura T, Hikishima K, Yano R, Fukuda T, Nakamura M, Okano H, Watanabe M, Fukata M, Ikenaka K, Tanaka KF.
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Journal Title
Glia
Volume: 65
Pages: 150-168
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Physiological effects of a habituation procedure for functional MRI in awake mice using a cryogenic radiofrequency probe.2016
Author(s)
Yoshida K, Mimura Y, Ishihara R, Nishida H, Komaki Y, Minakuchi T, Tsurugizawa T, Mimura M, Okano H, Tanaka KF, Takata N.
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Journal Title
J Neurosci Methods
Volume: 274
Pages: 38-48
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Concentration-Dependent Dual Mode of Zn Action at Serotonin 5-HT1A Receptors: In Vitro and In Vivo Studies.2016
Author(s)
Satala G, Duszynska B, Stachowicz K, Rafalo A, Pochwat B, Luckhart C, Albert PR, Daigle M, Tanaka KF, Hen R, Lenda T, Nowak G, Bojarski AJ, Szewczyk B.
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Journal Title
Mol Neurobiol
Volume: 53
Pages: 6869-6881
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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