手綱核-脚間核神経結合の可塑性

• 研究課題/領域番号: 09J04222
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 天羽 龍之介 早稲田大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: 手網核 / 縫線核 / ゼブラフィッシュ / 手綱核 / セロトニン / 中心灰白質

研究概要

当該研究課題遂行中に見いだした、これまでゼブラフィッシュにおいて認められていなかった外側手綱核相同領域(腹側手綱核)-縫線核経路について研究を進めた。これまでに背側手綱核は脚間核へと選択的に投射し、腹側手綱核は縫線核へ選択的に投射すること、遺伝子発現が一致することから、哺乳類外側手綱核とゼブラフィッシュ腹側手綱核の相同性を明らかにしてきた(Amo et al.,2010,J.Neurosci)。哺乳類において外側手綱核は嫌悪刺激が与えられた時や、その予想がされたときに強く活動することがわかっているが、この領域がどのような行動を制御するか不明なままである。これまでに古典的な破壊実験が試みられてきたが、破壊部位の特異性が低く、明確な機能は明らかとなっていない。その要因として、破壊実験の小さいこと、内側、外側手綱核という2つの異なる回路が密接して存在すること、終脳からの通過繊維が存在することが挙げられる。この問題を克服し、外側手綱核神経回路の機能を調べるためには遺伝的機能阻害を行う必要がある。ゼブラフィッシュは遺伝学的操作性に優れ、腹側手綱核特異的遺伝子のBACクローンを用いて、腹側手綱核特異的にGAL4遺伝子発現を行うトランスジェニック系統の作製に成功した。さらに作製したUAS:GFP-TeNT(tetanus toxin;破傷風毒素)系統と掛け合わせることで、腹側手綱核特異的に破傷風毒素を発現させ、その神経伝達を阻害するシステムを作製した。このシステムを用いることで、これまでの問題点を克服し、正確かつ再現性の高い機能検討実験が可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] ゼブラフィッシュを用いた遺伝的神経回路操作による情動行動研究-手綱核による恐怖行動制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天羽龍之介, 他
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 30 ページ: 274-280
• [雑誌論文] Phylogeny and ontogeny of the habenular structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Aizawa H, Amo R, Okamoto H
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 5 ページ: 138-138
  • DOI: 10.3389/fnins.2011.00138
  • 査読あり
• [雑誌論文] The habenula is crucial for experience-dependent modification of fear respouses in zebrafish. (2010)
  • 著者名/発表者名: Agetsuma M, Aizawa H, Aoki T, Nakayama R, Takahoko M, Goto M, Sassa T, Amo R, Shiraki T, Kawakami K, Hosoya T, Higashijima S, Okamoto H.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 13 ページ: 1354-1356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the zebrafish ventral habenula as a homolog of the mammalian lateral habenula (2010)
  • 著者名/発表者名: Amo Ryunosuke
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience Vol.30 ページ: 1566-1574
  • 査読あり
• [学会発表] ゼブラフィッシュ手綱核各領域の遺伝学的操作による機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天羽龍之介, 他
  • 学会等名: 2011年度包括脳ネットワーク夏のワークショップ
  • 発表場所: 神戸、神戸国際会議場
• [学会発表] Functional analysis of the habenulo-raphe pathway using genetic manipulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Amo R, et al
  • 学会等名: 第17回小型魚類研究会
  • 発表場所: 静岡、東レ総合研修センター
• [学会発表] 手綱核の機能解析に向けたゼブラフィッシュ内側及び外側手綱核相同領域の遺伝学的操作 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天羽龍之介, 他
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜、パシフィコ横浜
• [学会発表] ゼブラフィッシュにおける哺乳類外側手綱核相同領域の同定:手綱核の機能の理解に向けて (2010)
  • 著者名/発表者名: 天羽龍之介
  • 学会等名: 第16回 小型魚類研究会
  • 発表場所: プラザイースト(埼玉)
  • 年月日: 2010-09-18
• [学会発表] Identification of the zebrafish ventral habenula as a homologue of the mammalian lateral habenula (2010)
  • 著者名/発表者名: Amo Ryunosuke
  • 学会等名: The third Cold Spring Harbor winter conference on Neuronal Circuits
  • 発表場所: Cold Spring Harbor labo ratory(New York)
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] ゼブラフィッシュ腹側手綱核は哺乳類外側手綱核の相同領域である (2009)
  • 著者名/発表者名: 天羽龍之介
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県)
  • 年月日: 2009-09-18
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/r-world/info/release/press/2010/101011/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.molecular-ethology.jp/findings/omamoto20100127.html
• [備考]
  • URL: http://dgr.brain.riken.jp/
• [備考]
  • URL: http://dgr.brain.riken.jp/