2022 Fiscal Year Annual Research Report
認知学習と精神疾患病態の臨界期におけるドーパミン神経伝達機構の解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Inducing lifelong plasticity (iPlasticity) by brain rejuvenation: elucidation and manipulation of critical period mechanisms |
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| Project/Area Number |
21H05694
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
疋田 貴俊 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (70421378)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | 神経回路 / 大脳基底核 / ドーパミン / 精神疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ドーパミン動態と大脳基底核神経回路に着目し、精神疾患の発症における臨界期機構の解明を目的とした。本年度は、大脳基底核神経回路において、ドーパミン入力を受けるD1経路とD2経路の認知行動における役割を、可逆的神経伝達阻止法、DREADD法、光遺伝学手法による神経回路操作および回路特異的なカルシウムイメージングにより明らかにすることを目的とした。
研究代表者が開発した大脳基底核神経回路に特異的な可逆的神経伝達阻止法を用いて、 ドーパミンD1受容体を発現する側坐核中型有棘神経細胞(D1ニューロン)とドーパミンD2受容体を発現する側坐核中型有棘神経細胞（D2ニューロン）のそれぞれ特異的に破傷風菌毒素を発現させることで神経伝達遮断を行い、Attentional set-shifting課題への影響を調べた。その結果、Attentional set-shifting課題における逆転課題において、側坐核のD2ニューロンが重要な役割を担っていることを示した。
さらに、視覚性図形弁別学習課題において、無報酬と図形(CS-)を関連付けさせ、CS-への反応を抑制する必要のある認知行動課題を開発し、行動中のD1ニューロンとD2ニューロンの神経活動を回路特異的なカルシウムイメージングを行い、小型顕微鏡により一細胞レベルで観察した。すると、D2ニューロンが無報酬の結果（誤答）の直後のタイミングで特異的に活性化していることがわかった。そこで、光遺伝学手法により、活性化しているタイミングでD2ニューロンの光による抑制を行うと、次の試行での課題正答率が低下することが示された。このことは、誤答直後のD2ニューロンの活性化が同じ失敗を繰り返さないために必要であることを示す。
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Analysis of dopamine dynamics in cortex, striatum, and amygdala during differential auditory fear conditioning in mice.2023
Author(s)
Takaaki Ozawa, Kazuhiro Umemoto, Moe Nakamura, Ryotaro Iwamoto, Yuma Matsumoto, Tomohiro Shibata, Yoshinobu Oyama, Tom Macpherson, Takatoshi Hikida.
Organizer
IRCN-iPlasticity International Symposium
Int'l Joint Research
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[Presentation] Neural mechanism of salt and umami seeking behavior2023
Author(s)
Ozawa T, Shibata T, Oyama Y, Abe M, Goto K, Yonemaru H, Matsumoto Y, Iwamoto R, Sakurai K, Macpherson T, Hikida T
Organizer
日本生理学会第100回記念大会
Invited
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