| 研究領域 | 死の脳内表象：「死」はどのように認識されるのか？ |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05141
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
竹内 春樹 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70548859)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
32,760千円 (直接経費: 25,200千円、間接経費: 7,560千円)
2023年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2022年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2021年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
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| キーワード | 嗅覚 / 神経細胞 / 死臭 / 受容体 / 行動 / 神経回路 / グルーネバーグ神経節 / 死 / grueneberg ganglion |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マウスを含む社会性動物は、同種他個体に対しては積極的に接近するが、一度その個体が死体であるとわかると、自身の危険を察知して強い忌避行動を示す。“同種他個体の死”という情報は、いったいどのようにして認識されるのだろうか？
本研究は、同種他個体の死に対して明確な忌避行動を示すというマウスの行動実験結果に依拠し、ヒト以外の動物において個体の生死という情報がどのように認識されているのかを分子生物学や電気生理学などの様々な実験手法を駆使して明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、動物が死をどのように認識しているのかということを匂いのという観点から分子レベルで理解することを目的としている。そのために、死の認識に関わる死臭物質の同定及びその脳内情報処理機構の解明を目指している。
死臭物質に関しては、先行研究及び我々が実施した生体マウスと死体マウスとの揮発性物質群の比較から、複数の死体マウス特異的な匂い物質を同定した。その中の一部の匂い物質については、麻酔下の生体マウスに塗布すると匂い嗅ぎ行動に変化が現れることも明らかにした。
また、脳内情報処理メカニズムに関しては、グルーネバーグ神経節と呼ばれる齧歯類のアラームフェロモンを受容する特殊な嗅覚器官に着目して解析を進めている。まずグルーネバーグ神経節から伸びる軸索を外科的に切断すると、死体マウスに直面した際の生体マウスの行動が変わることを明らかにした。グルーネバーグ神経節を構成する細胞の数は一個体あたり極めて少なく、組織の単離が難しいという問題に対して、レーザーマイクロダイセクション法を導入することによって克服し、主嗅覚系にある嗅覚神経細胞との遺伝子発現プロファイルの比較から、グルーネバーグ神経節特異的に発現している膜タンパク質を網羅的に同定することに成功した。またトレーサー実験により、グルーネバーグ神経節は嗅覚中枢の一つである嗅球の特定の領域へと入力したのち、扁桃体ー梨状葉移行野という通常の嗅覚入力とは異なる脳領域へと情報を伝達していることを明らかにした。先行研究から扁桃体ー梨状葉移行野は先天的な恐怖、防御行動やストレス応答を惹起するのに必要な領域であることから、少なくとも死臭物質に含まれる揮発性物質の一部は、グルーネバーグ神経節の活性化を介して個体の先天的な行動を惹起していうることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
死臭物質の同定については、岩手大学の宮崎教授のご協力により、生きている個体（麻酔下）と死んだ個体から放出される揮発性分子に比較から、死んだ個体特有の匂い物質を複数同定した。この単離した物質を提示した動物は、特有の匂い嗅ぎ行動を示すことも明らかにしている。また、グルーネバーグ神経節に存在する細胞と嗅覚神経細胞の遺伝子発現プロファイルの比較から、グルーネバーグ神経節特異的な膜タンパク質の同定に成功している。さらに、蛍光トレーサーとウイルスベクターを用いた神経回路標識実験によって、グルーネバーグ神経節からの入力は通常の嗅覚回路とは異なる脳領域へ情報を伝達していることを明らかにしている。今年度の研究成果により、プロジェクト開始当初に予定していたスケジュール通りの実験が遂行できるようになった。
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| 今後の研究の推進方策 |
多数同定された死臭物質については、引き続き行動実験を実施する。グルーネバーグ神経節において我々が同定した匂い物質が検知されているのか、またグルーネバーグ神経節で発現する受容体候補がそれらの物質を受容しているのかを明らかにする。加えて、グルーネバーグ神経節から入力をうける脳領域が死臭物質の提示の際にどのような応答をするのかを光イメージングによってその活動を記録するとともに、光遺伝学を用いた阻害実験により死臭物質によって惹起される行動にどのような影響が見られるかを明らかにする。
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