2017 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 |
Project/Area Number |
16H01621
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Research Institution | Keio University |
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 |
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。線条体へ投射する島皮質神経軸索の集合カルシウム観察では、トライアル開始時に終末のカルシウム信号が低下すること、線条体D2-MSNはトライアル開始に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。この異なる活動を説明するには、両者の間に抑制性の介在神経が存在することが予想される。PV陽性GABA介在神経の集合カルシウム活動を意欲行動中に計測したところ、トライアル開始時に活動が抑制されなかった。このことからPV陽性介在神経以外の介在神経、例えばneuropeptide Y陽性、tyrosine hydroxylase陽性などのGABA介在神経が島皮質-線条体のfeedforward inhibitionを担当していることが示唆された。 更に、ドパミン神経入力が線条体投射神経の集合カルシウム濃度を支配しているか調べた。線条体D1-MSNだけにカルシウムセンサーを発現するマウスを樹立し、意欲行動中の活動を調べた。その結果、線条体D1-MSNは、D2-MSNと同じく、意欲行動の開始時に集合カルシウム濃度が増加した。意欲行動の開始時にドパミン神経からのドパミン放出が起こることが知られている。ドパミンはD1受容体へは活動亢進を、D2受容体へは活動抑制をもたらすので、ドパミン入力が線条体MSNの集合カルシウム濃度を変化させている可能性が低いことがわかった。 以上の結果から、意欲行動中の線条体MSNの活動振動は主に大脳皮質からの入力によって作られることがわかった。
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Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Near-infrared deep brain stimulation via upconversion nanoparticle-mediated optogenetics.2018
Author(s)
Chen S, Weitemier AZ, Zeng X, He L, Wang X, Tao Y, Huang AJY, Hashimotodani Y, Kano M, Iwasaki H, Parajuli LK, Okabe S, Teh DBL, All AH, Tsutsui-Kimura I, Tanaka KF, Liu X, McHugh TJ.
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Journal Title
Science
Volume: 359
Pages: 679-684
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Time-controllable Nkcc1 knockdown replicates reversible hearing loss in postnatal mice.2017
Author(s)
Watabe T, Xu M, Watanabe M, Nabekura J, Higuchi T, Hori K, Sato MP, Nin F, Hibino H, Ogawa K, Masuda M, Tanaka KF.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 7
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Hearing Loss Controlled by Optogenetic Stimulation of Nonexcitable Nonglial Cells in the Cochlea of the Inner Ear.2017
Author(s)
Sato MP, Higuchi T, Nin F, Ogata G, Sawamura S, Yoshida T, Ota T, Hori K, Komune S, Uetsuka S, Choi S, Masuda M, Watabe T, Kanzaki S, Ogawa K, Inohara H, Sakamoto S, Takebayashi H, Doi K, Tanaka KF, Hibino H.
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Journal Title
Front Mol Neurosci
Volume: 10
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Mitochondrial DNA Double-Strand Breaks in Oligodendrocytes Cause Demyelination, Axonal Injury, and CNS Inflammation.2017
Author(s)
Madsen PM, Pinto M, Patel S, McCarthy S, Gao H, Taherian M, Karmally S, Pereira CV, Dvoriantchikova G, Ivanov D, Tanaka KF, Moraes CT, Brambilla R.
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Journal Title
J Neurosci.
Volume: 37
Pages: 10185-10199
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Serotonin hormonally regulates lacrimal gland secretory function via the serotonin type 3a receptor.2017
Author(s)
Imada T, Nakamura S, Hisamura R, Izuta Y, Jin K, Ito M, Kitamura N, Tanaka KF, Mimura M, Shibuya I, Tsubota K.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 7
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] High-Speed and Scalable Whole-Brain Imaging in Rodents and Primates.2017
Author(s)
Seiriki K, Kasai A, Hashimoto T, Schulze W, Niu M, Yamaguchi S, Nakazawa T, Inoue KI, Uezono S, Takada M, Naka Y, Igarashi H, Tanuma M, Waschek JA, Ago Y, Tanaka KF, Hayata-Takano A, Nagayasu K, Shintani N, Hashimoto R, Kunii Y, Hino M, Matsumoto J, Yabe H, Nagai T, Fujita K, Matsuda T, Takuma K, Baba A, Hashimoto H.
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Journal Title
Neuron
Volume: 94
Pages: 1085-1100
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Association of impaired neuronal migration with cognitive deficits in extremely preterm infants.2017
Author(s)
Kubo KI, Deguchi K, Nagai T, Ito Y, Yoshida K, Endo T, Benner S, Shan W, Kitazawa A, Aramaki M, Ishii K, Shin M, Matsunaga Y, Hayashi K, Kakeyama M, Tohyama C, Tanaka KF, Tanaka K, Takashima S, Nakayama M, Itoh M, Hirata Y, Antalffy B, Armstrong DD, Yamada K, Inoue K, Nakajima K.
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Journal Title
JCI Insight
Volume: 2
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] OCD candidate gene SLC1A1/EAAT3 impacts basal ganglia-mediated activity and stereotypic behavior.2017
Author(s)
Zike ID, Chohan MO, Kopelman JM, Krasnow EN, Flicker D, Nautiyal KM, Bubser M, Kellendonk C, Jones CK, Stanwood G, Tanaka KF, Moore H, Ahmari SE, Veenstra-VanderWeele J.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A.
Volume: 114
Pages: 5719-5724
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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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: 65
Pages: 917-930
DOI
Peer Reviewed
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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, Tsutsui-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 / Open Access / Int'l Joint Research
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