意思決定の習慣化を司る脳神経回路：皮質線条体路を起点とした脳内ネットワークの解明

• 研究課題/領域番号: 17K14951
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 吉岡 望 新潟大学, 研究推進機構, 助教 (20708375)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017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: 大脳基底核 / 皮質線条体路 / ウイルスベクター / 光遺伝学 / 化学遺伝学 / 細胞標的法 / マウス遺伝学 / 道具的条件づけ / 意思決定 / 習慣化 / イムノトキシン / 道具的条件付け / 神経回路操作

研究成果の概要

動物は、学習を重ねることで結果を予測しながら臨機応変に行動する“目標指向型”の意思決定から、繰り返した行動を自動的に実行する“習慣型”の意思決定に切り替えて円滑な行動を可能にする。目標指向型の意思決定には、眼窩前頭皮質などの前頭前皮質から起こる皮質線条体路の関与が報告されているが、習慣型の意思決定における皮質線条体路の関与は殆ど分かっていない。本研究では、意思決定の習慣化を司る脳神経回路として、皮質線条体路に着目し、神経路選択的な遺伝子発現システムを応用した機能解析を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では、ウイルスベクターを用いた神経回路選択的な遺伝子発現システムを構築した。本課題では、行動の習慣化に関わる神経回路として皮質線条体路に着目して、その機能を行動生理学、電気生理学、神経解剖学によって解析した。行動の習慣化は、様々な行動学習の根幹に関わる現象であり、強迫性障害や薬物依存症などの精神疾患の病態機序の理解にも繋がる成果が期待される。

研究成果

• [国際共同研究] ジャクソン研究所(米国)
• [雑誌論文] Retrograde gene transfer into neural pathways mediated by adeno-associated virus (AAV)-AAV receptor interaction (2020)
  • 著者名/発表者名: Sano H, Kobayashi K, Yoshioka N, Takebayashi H, Nambu A.
  • 雑誌名: J Neurosci Methods 巻: 345 ページ: 108887-108887
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2020.108887
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diverse dystonin gene mutations cause distinct patterns of Dst isoform deficiency and phenotypic heterogeneity in dystonia musculorum mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka N, Kabata Y, Kuriyama M, Bizen N, Zhou L, Tran DM, Yano M, Yoshiki A, Ushiki T, Sproule TJ, Abe R, and Takebayashi H
  • 雑誌名: Dis Model Mech 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Disruption of dystonin in Schwann cells results in late-onset neuropathy and sensory ataxia. (2020)
  • 著者名/発表者名: Horie M, Yoshioka N, Kusumi S, Sano H, Kurose M, Watanabe-Iida I, Hossain MI, Chiken S, Abe M, Yamamura K, Sakimura K, Nambu A, Shibata M, Takebayashi H
  • 雑誌名: Glia 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Action Selection and Flexible Switching Controlled by the Intralaminar Thalamic Neurons (2018)
  • 著者名/発表者名: Kato Shigeki、Fukabori Ryoji、Nishizawa Kayo、Okada Kana、Yoshioka Nozomu、Sugawara Masateru、Maejima Yuko、Shimomura Kenju、Okamoto Masahiro、Eifuku Satoshi、Kobayashi Kazuto
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 22 号: 9 ページ: 2370-2382
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.02.016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] BPAG1 in muscles: Structure and function in skeletal, cardiac and smooth muscle (2017)
  • 著者名/発表者名: Masao Horie, Nozomu Yoshioka, Hirohide Takebayashi
  • 雑誌名: Seminars in Cell and Developmental Biology 巻: 69 ページ: 26-33
  • DOI: 10.1016/j.semcdb.2017.07.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chondroitin Sulfate Is Required for Onset and Offset of Critical Period Plasticity in Visual Cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Hou X, Yoshioka N, Tsukano H, Sakai A, Miyata S, Watanabe Y, Yanagawa Y, Sakimura K, Takeuchi K, Kitagawa H, Hensch TK, Shibuki K, Igarashi M, Sugiyama S
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 12646-12646
  • DOI: 10.1038/s41598-017-04007-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Abnormalities in perineuronal nets and behavior in mice lacking CSGalNAcT1, a key enzyme in chondroitin sulfate synthesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka Nozomu、Miyata Shinji、Tamada Atsushi、Watanabe Yumi、Kawasaki Asami、Kitagawa Hiroshi、Takao Keizo、Miyakawa Tsuyoshi、Takeuchi Kosei、Igarashi Michihiro
  • 雑誌名: Mol Brain 巻: 10 号: 1 ページ: 47-47
  • DOI: 10.1186/s13041-017-0328-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Motoneuron degeneration in the trigeminal motor nucleus innervating the masseter muscle in Dystonia musculorum mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Hossain M. Ibrahim、Horie Masao、Yoshioka Nozomu、Kurose Masayuki、Yamamura Kensuke、Takebayashi Hirohide
  • 雑誌名: Neurochem Int 巻: - ページ: 159-170
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2017.10.009
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Distinct dystonin gene mutations differently affect epidermal Dst-e isoform and hemidesmosomes (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka N, Kabata Y, Kuriyama M, Bizen N, Zhou L, Tran DM, Yano M, Yoshiki A, Ushiki T, Sproule TJ, Abe R, and Takebayashi H
  • 学会等名: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] Diverse dystonin gene mutations cause distinct patterns of Dst isoform deficiency and phenotypic heterogeneity (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka N, Kabata Y, Kuriyama M, Bizen N, Zhou L, Tran DM, Yano M, Yoshiki A, Ushiki T, Sproule TJ, Abe R, and Takebayashi H
  • 学会等名: Forum of European Neuroscience Virtual Forum
  • 国際学会
• [学会発表] dystonia musculorumマウスの運動異常に関する神経回路基盤の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 望、竹林 浩秀
  • 学会等名: 第125回 日本解剖学会総会
• [学会発表] Neural circuit mechanisms underlying dystonia-like movement disorder in dystonia musculorum mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshioka N, Kurose M, Yamamura K, Takebayashi H
  • 学会等名: Neuro2019 サテライトシンポジウム「大脳基底核の機能と疾患の新たな理解：基礎と臨床」
  • 招待講演
• [学会発表] Conditional rescue of dystonin in peripheral nervous system in mouse model of hereditary sensory autonomic neuropathy VI (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 望、竹林 浩秀
  • 学会等名: 第42回 日本神経科学大会
• [学会発表] 末梢神経系におけるdystonin遺伝子トラップによる遺伝性感覚性自律神経性ニューロパチー6型の新規モデル動物の確立 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 望、竹林 浩秀
  • 学会等名: 124回日本解剖学会総会
• [学会発表] 末梢神経系におけるDystonin cKOマウス作製による遺伝性感覚性自律神経性ニューロパチーVI型の新規モデル動物の確立 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 望、竹林 浩秀
  • 学会等名: 第41回 日本神経科学会
• [学会発表] 髄鞘形成不全マウス白質におけるミクログリア活性増強の免疫組織化学的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐 恵介、目黒 玲子、竹林 浩秀、吉岡 望
  • 学会等名: 第41回 日本神経科学会
• [学会発表] 運動異常を示すdystonia musculorumマウスの神経回路基盤の解析―遺伝子トラップマウスを用いた選択的遺伝子改変法によるアプローチ― (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 望
  • 学会等名: 次世代脳冬のシンポジウム
• [学会発表] コンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスにおけるペリニューロナルネットの糖鎖異常 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 望
  • 学会等名: 先端モデル動物支援プラットフォーム 成果発表会
• [学会発表] 末梢神経系特異的なDystonin KOマウスを用いた遺伝性ニューロパチーの病態解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 望
  • 学会等名: 第123回日本解剖学会
• [学会発表] 神経回路選択的な遺伝子発現系による皮質線条体路の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 望
  • 学会等名: 第60回日本神経化学会
• [学会発表] 運動・認知機能における錐体外路の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 望
  • 学会等名: 2017年度包括脳冬のシンポジウム
• [備考]
  • URL: https://www.irp.niigata-u.ac.jp/business/tenure-track/tt-researcher/yoshioka-nozomu/