恐怖行動を誘発する嗅覚受容体遺伝子の解明

• 研究課題/領域番号: 16H02591
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 統合動物科学
• 研究機関: 関西医科大学
• 研究代表者: 小早川 高 関西医科大学, 医学部, 准教授 (60466802)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 40,820千円 (直接経費: 31,400千円、間接経費: 9,420千円); 2018年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2017年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2016年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
• キーワード: 先天的恐怖 / 恐怖臭 / Trpa1 / 嗅覚行動 / 情動 / 嗅覚 / 害獣忌避 / 獣害忌避 / 野生動物忌避 / 行動学

研究成果の概要

私たちは、マウスの鼻腔の特定の領域から開始する神経回路が匂いに対する先天的行動を制御することを解明した。この原理を応用し、極めて強力な先天的恐怖行動を誘発する人工匂い分子「チアゾリン類恐怖臭」を開発した。本研究では、これらの匂い分子を活用し、フォワードジェネティクススクリーニングで先天的な恐怖行動の誘発を担う遺伝子を探索しTrpa1遺伝子を同定した。Trpa1ノックアウトマウスやTrpa1標識マウスなどを用いて、三叉神経に発現するTRPA1はチアゾリン類恐怖臭を検知し、その情報が脳幹部の三叉神経脊椎路核へ伝達されることで、先天的な恐怖行動が誘導されることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳が感覚刺激の意味を判断して行動を制御するメカニズムの多くは未解明である。これまでの私たちの研究により、強力な先天的恐怖行動を誘発する一連の匂い分子「チアゾリン類恐怖臭」が開発された。さらに、本研究によりチアゾリン類恐怖臭を感知して恐怖行動を誘発する受容体遺伝子と神経経路が解明された。ここで初めて確立された匂い刺激（チアゾリン類恐怖臭）と行動を誘発する受容体遺伝子（Trpa1）の組み合わせが脳にどのような情報を伝達しているのかを研究することで、脳の感覚情報処理原理の解明が進むと考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] UT Southwestern(米国)
• [雑誌論文] Large-scale forward genetics screening identifies Trpa1 as a chemosensor for predator odor-evoked innate fear behaviors (2018)
  • 著者名/発表者名: Wang, Y., Cao, L., Lee, C-Y., Matsuo, M., Wu, K., Asher, G., Saitoh, T., Klewe-Nebenius, D., Wang, L., Soya, S., Hasegawa, E., Cherasse, Y., Miyoshi,C., Irukayama, Y., Wang, Z., Sakurai, K., Funato, H., Sakurai, T., Yanagisawa, M., Nagase, H., Kobayakawa, R., Kobayakawa, K., Beutler, B., Liu, Q
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 2041-2041
  • DOI: 10.1038/s41467-018-04324-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Large-scale forward genetics screening identifies Trpa1 as a chemosensor for predator odor-evoked innate fear behaviors. (2018)
  • 著者名/発表者名: Wang Y, (著者29人）, Kobayakawa K#, Beutler B#, Liu Q# (# corresponding authors)
  • 雑誌名: Nat Comm. 巻: 印刷中
  • NAID: 120007134033
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 先天的恐怖誘導性危機応答モードによる生命保護 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小早川 高
  • 学会等名: 生理研研究会『感覚免疫学研究会』
  • 招待講演
• [学会発表] 先天的と後天的な行動制御メカニズムとその生理学的意義 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小早川 高
  • 学会等名: 第１１回北陸合同バイオシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] nnate fear odors orchestrate life-or-death effects in mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: 小早川 高
  • 学会等名: 遺伝研研究会「Circuit construction in the mammalian brain (哺乳類脳の機能的神経回路の構築メカニズム)」
  • 招待講演
• [学会発表] Sensory representations and integrational processing for innate versus learned olfactory behaviors and beyond. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ko Kobayakawa
  • 学会等名: 第９５回日本生理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 先天的と後天的な嗅覚情報の意味判断と統合処理メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 小早川 高
  • 学会等名: 生理学研究会『先天的と後天的なメカニズムの融合による情動・行動の理解と制御』
• [学会発表] Htr2a-expressing cells in the central amygdala control the hierarchy between innate and learned fear (2016)
  • 著者名/発表者名: Ko Kobayakawa
  • 学会等名: Wiring and Functional Principles of Neural Circuit
  • 発表場所: San Diego (NSB Auditorium, UC San Diego)
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 匂いが誘発する恐怖行動と生理応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小早川 高
  • 学会等名: 第10回メタボロームシンポジウム
  • 発表場所: 鶴岡(慶應大学鶴岡キャンパス)
  • 年月日: 2016-10-19
  • 招待講演
• [学会発表] 先天的と後天的な恐怖情報の統合と行動制御メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 小早川 高
  • 学会等名: 生理研研究会『神経回路研究と精神疾患研究の連合による情動機構解明』
  • 発表場所: 岡崎(生理学研究所)
  • 年月日: 2016-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] 先天的と後天的な情動の統合処理メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 小早川 高
  • 学会等名: 第9回Symphony
  • 発表場所: 東京(ホテルメトロポリタンエドモント)
  • 年月日: 2016-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] 嗅覚刺激が誘発する恐怖行動と自律神経応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小早川 高
  • 学会等名: 耳鼻科ニューロサイエンス研究会
  • 発表場所: 大阪（ホテルグランヴィア大阪)
  • 年月日: 2016-08-27
  • 招待講演