扁桃体神経回路制御の可視化とその生理的意義

• 研究課題/領域番号: 16K07004
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 東京慈恵会医科大学
• 研究代表者: 渡部 文子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00334277)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 扁桃体 / 情動 / マウス / 可塑性 / 神経ペプチド / 連合学習 / 痛み / 光遺伝学 / シナプス可塑性 / 経路特異性 / 回路 / シナプス / 可視化 / 神経科学 / 生理学 / 行動学

研究成果の概要

情動記憶は個体の生存にとって重要な鍵となる。情動の座である扁桃体には、痛みなどの無条件刺激（US）と条件刺激（CS）を担う信号が入力し統合されることで、恐怖条件付けなどの連合学習に中心的役割を担うと考えられる。従来の研究ではUSとCSとの連合機構や連合学習におけるCS経路の可塑性が研究の中心であったが、US経路の詳細やその可塑性については未だ不明な点が多い。我々は、腕傍核から扁桃体中心核への直接経路に注目し、そのシナプス可塑性に神経ペプチドであるカルシトニン遺伝子関連ペプチド（calcitonin gene-related peptide; CGRP）が重要な役割を担うことを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の研究では、連合学習におけるCS経路可塑性の分子メカニズムやその生理的意義が中心であったが、本研究成果によりUS経路の可塑性メカニズムの一端を明らかにすることができた。腕傍核から扁桃体への直接経路は慢性疼痛モデルや心的外傷後ストレス障害モデルにおいて可塑性異常が報告されており、本研究成果により、多様な疾患に伴う負情動制御破綻のメカニズム解明や将来的にはその治療法開発にも繋がる基礎的知見を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Pathogenic POGZ mutation causes impaired cortical development and reversible autism-like phenotypes. (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumura K, (33名中略）, Hashimoto R, (37名中35番目）,Hashimoto H, Nakazawa T.
  • 雑誌名: Nat. Commun 巻: 11(1) 号: 1 ページ: 859-859
  • DOI: 10.1038/s41467-020-14697-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Parabrachial-to-amygdala control of aversive learning. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagase, M., Mikami, K., and Watabe, A.M.
  • 雑誌名: Current Opinion in Behavioral Sciences 巻: 26 ページ: 18-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predominant synaptic potentiation and activation in the right central amygdala are independent of bilateral parabrachial activation in the hemilateral trigeminal inflammatory pain model of rats. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa,Y., Takahashi, Y., Watabe, A.M., Kato, F
  • 雑誌名: Molecular pain 巻: 14 ページ: 1-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential role of endogenous calcitonin gene-related peptide in pain-associated plasticity in the central amygdala (2017)
  • 著者名/発表者名: Shinohara Kei、Watabe Ayako M.、Nagase Masashi、Okutsu Yuya、Takahashi Yukari、Kurihara Hiroki、Kato Fusao
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 巻: 46 号: 6 ページ: 2149-2160
  • DOI: 10.1111/ejn.13662
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Overlapping memory trace indispensable for linking, but not recalling, individual memories. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokose, J., Okubo-Suzuki, R., Nomoto, M., Ohkawa, N., Nishizono, H., Suzuki, A., Matsuo, M., Tsujimura, S., Takahashi, Y., Nagase, M.,Watabe, A.M., Sasahara, M., Kato, F., Inokuchi, K.
  • 雑誌名: Science 巻: 355 号: 6323 ページ: 398-403
  • DOI: 10.1126/science.aal2690
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cellular tagging as a neural network mechanism for behavioral tagging. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nomoto, M., Ohkawa, N., Nishizono, H., Yokose, J., Suzuki, A., Matuo, M., Tsujimura, S., Takahashi, Y., Nagase, M., Watabe, A.M., Kato, F., Inokuchi, K.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7:12319 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1038/ncomms12319
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synaptic and network consequences of monosynaptic nociceptive inputs of parabrachial nucleus origin in the central amygdala. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugimura, YK., Takahashi, Y., Watabe, A.M., Kato, F.
  • 雑誌名: Journal of neurophysiology 巻: ｘｘ 号: 6 ページ: 2721-2739
  • DOI: 10.1152/jn.00946.2015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced long-term potentiation in mature rats with a history of cryptogenic infantile spasms. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, M., Takahashi, Y., Watabe, A.M., Kato, F.
  • 雑誌名: Epilepsia 巻: 57 号: 3 ページ: 495-505
  • DOI: 10.1111/epi.13315
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SAD-B Kinase regulates presynaptic vesicular dynamics at hippocampal Schaffer collateral synapses and affects contextual fear memory. (2016)
  • 著者名/発表者名: Watabe, A.M., Nagase, M., Hagiwara, A., Hida, Y., Tsuji, M., Ochiai, T., Kato, F., Ohtsuka, T.
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 136: 号: 1 ページ: 36-47
  • DOI: 10.1111/jnc.13379
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ASD-associated de novo POGZ mutations disrupt cortical development. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumura K, Seiriki K, Nagase M, Ayabe S, Yamada I, Furuse T, Yamamoto K, Kitagawa K, Baba M, Kasai A, Ago Y, Takano AH, Shintani N, Iguchi T, Sato M, Yamaguchi S, Tamura M, Wakana s, Yoshiki A, Watabe AM, Okano H, Takuma K, Hashimoto R, Hashimoto H, Nakazawa T.
  • 学会等名: Neuroscience 2019
  • 国際学会
• [学会発表] ASD-related de novo POGZ mutations disrupt cortical neuronal differentiation. (2019)
  • 著者名/発表者名: 松村憲佑, 勢力薫, 永瀬将志, 綾部信哉, 山田郁子, 古瀬民生, 山本果奈, 北川航平, 猪口徳一, 佐藤真, 山口瞬, 田村勝, 若菜茂晴, 吉木淳, 渡部文子, 岡野栄之, 田熊一敞, 橋本亮太, 橋本均, 中澤敬信.
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会
• [学会発表] Neuronal Circuits Underlying Regulation of Aversive Valence in Mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: FAOPS2019・第96回日本生理学会大会合同大会
  • 国際学会
• [学会発表] 味覚情動の形成と変容を支える神経回路基盤 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第11回香りと味に関する産学フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] 正と負の情動を担うシナプス制御機構とその破綻 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第2回和光-精神神経談話会
  • 招待講演
• [学会発表] Forming and reformatting aversive emotional memories “Neuronal circuits underlying emotional memories” (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
• [学会発表] 「痛み」から捉える情動記憶の神経回路メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 東京大学理学部生物学科生物科学セミナー
• [学会発表] 情動行動を制御する扁桃体神経回路基盤 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 情動の神経回路基盤 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
  • 招待講演
• [学会発表] 痛み情動回路による恐怖記憶の制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡部文子
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Neural circuits underlying flight-or- freeze behavior triggered by an environmental threat. (2016)
  • 著者名/発表者名: M Ito, M Sat, M Nagase, Y K Sugimura, Y Takahashi, A M. Watabe and F Kato.
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [備考] 東京慈恵会医科大学 総合医科学研究センター 臨床医学研究所 渡部研究室
  • URL: http://watabe-lab.jp/