マウス嗅結節-腹側淡蒼球経路の機能マッピングで探る快不快情動形成の神経メカニズム

• 研究課題/領域番号: 17KK0190
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 村田 航志 福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (10631913)
• 研究期間 (年度): 2018 – 2023
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
• キーワード: 嗅結節 / 腹側淡蒼球 / ドーパミン / オピオイド / 脳内報酬系 / 快情動 / 不快情動 / 神経科学 / 腹側線条体 / 情動

研究成果の概要

本研究では嗅結節-腹側淡蒼球経路が快情動・不快情動の形成に関与するかを検証した。行動薬理学実験により、ラット嗅結節の前内側ドメインまたは前外側ドメインにmu受容体作動薬、オレキシンペプチド、GABAA受容体作動薬を局所注入し、味覚反応試験でその影響を評価した。嗅結節前内側ドメインでは各薬剤の投与により快反応（飲水様行動）が増強した。一方、嗅結節前外側ドメインへの局所注入では、どの薬剤でも快反応の増強は見られなかった。また本研究ではラットの快情動反応を測定する新しい指標として超音波発声を導入し、ラットにとって嗜好性の高い食品であるチョコレートを摂食した際に特有の超音波発声を示すことを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は嗅結節が快情動と不快情動の形成に関与することを明らかにし、嗅覚による情動形成の神経メカニズムの一端を解明した。また、ラットの超音波発声（USV）による快情動評価は簡便かつ有用であり、実験動物を用いた情動神経科学研究を加速させる新しい評価系を提案する。本研究の成果は嗅覚障害の治療や、食品の風味改善、摂食障害の治療法開発に寄与すると期待される。

研究成果

• [国際共同研究] University of Michigan(米国) (2018)
• [雑誌論文] An intra-oral flavor detection task in freely moving mice (2024)
  • 著者名/発表者名: Shiotani Kazuki、Tanisumi Yuta、Osako Yuma、Murata Koshi、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
  • 雑誌名: iScience 巻: 27 号: 2 ページ: 108924-108924
  • DOI: 10.1016/j.isci.2024.108924
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Enhancement of Haloperidol-Induced Catalepsy by GPR143, an L-Dopa Receptor, in Striatal Cholinergic Interneurons (2024)
  • 著者名/発表者名: Arai Masami、... 、Kambe Yuki、... 、Goshima Yoshio
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 44 号: 11 ページ: 1504-1523
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1504-23.2024
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 総説2022 年度日本味と匂学会研究奨励賞受賞記念寄稿 嗅覚と食へのモチベーションの神経機構 (2023)
  • 著者名/発表者名: 村田 航志
  • 雑誌名: 日本味と匂学会誌 巻: 30 号: 1 ページ: 29-35
  • DOI: 10.18965/tasteandsmell.30.1_29
  • ISSN: 1340-4806, 2424-1326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pain-related neuronal ensembles in the primary somatosensory cortex contribute to hyperalgesia and anxiety (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Tatsuya、Murata Koshi、Okuda Hiroaki、Potapenko Ilia、Hori Kiyomi、Furuyama Takafumi、Yamamoto Ryo、Ono Munenori、Kato Nobuo、Fukazawa Yugo、Ozaki Noriyuki
  • 雑誌名: iScience 巻: 26 号: 4 ページ: 106332-106332
  • DOI: 10.1016/j.isci.2023.106332
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cellular Profiles of Prodynorphin and Preproenkephalin mRNA-Expressing Neurons in the Anterior Olfactory Tubercle of Mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Maegawa Ayako、Murata Koshi、Kuroda Kazuki、Fujieda Shigeharu、Fukazawa Yugo
  • 雑誌名: Frontiers in Neural Circuits 巻: 16
  • DOI: 10.3389/fncir.2022.908964
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multifaceted roles of orexin neurons in mediating methamphetamine-induced changes in body temperature and heart rate (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyata Kohei、Ikoma Yoko、Murata Koshi、Kusumoto-Yoshida Ikue、Kobayashi Kenta、Kuwaki Tomoyuki、Ootsuka Youichirou
  • 雑誌名: IBRO Neuroscience Reports 巻: 12 ページ: 108-120
  • DOI: 10.1016/j.ibneur.2022.01.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dopamine facilitates associative memory encoding in the entorhinal cortex (2021)
  • 著者名/発表者名: Lee Jason Y.、Jun Heechul、Soma Shogo、Nakazono Tomoaki、Shiraiwa Kaori、Dasgupta Ananya、Nakagawa Tatsuki、Xie Jiayun L.、Chavez Jasmine、Romo Rodrigo、Yungblut Sandra、Hagihara Meiko、Murata Koshi、Igarashi Kei M.
  • 雑誌名: Nature 巻: 598 号: 7880 ページ: 321-326
  • DOI: 10.1038/s41586-021-03948-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Autistic-Like Behavior and Impairment of Serotonin Transporter and AMPA Receptor Trafficking in N-Ethylmaleimide Sensitive Factor Gene-Deficient Mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Xie Min-Jue、Iwata Keiko、Ishikawa Yasuyuki、Nomura Yuki、Tani Tomomi、Murata Koshi、Fukazawa Yugo、Matsuzaki Hideo
  • 雑誌名: Frontiers in Genetics 巻: 12 ページ: 748627-748627
  • DOI: 10.3389/fgene.2021.748627
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hypothetical Roles of the Olfactory Tubercle in Odor-Guided Eating Behavior (2020)
  • 著者名/発表者名: Murata Koshi
  • 雑誌名: Frontiers in Neural Circuits 巻: 14
  • DOI: 10.3389/fncir.2020.577880
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distribution of mRNA for GPR143, a receptor of 3,4-L-dihydroxyphenylalanine, and of immunoreactivities for nicotinic acetylcholine receptors in the nigrostriatal and mesolimbic regions (2020)
  • 著者名/発表者名: Kasahara Yuka、Masukawa Daiki、Nakamura Yoshie、Murata Koshi、Hashimoto Tatsuo、Takizawa Kohtaro、Koga Motokazu、Nakamura Fumio、Fukazawa Yugo、Funakoshi Kengo、Goshima Yoshio
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: - ページ: 370-375
  • DOI: 10.1016/j.neures.2020.08.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning of olfactory cortex ventral tenia tecta neurons to distinct task elements of goal-directed behavior (2020)
  • 著者名/発表者名: Shiotani Kazuki、Tanisumi Yuta、Murata Koshi、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
  • 雑誌名: eLife 巻: 9 ページ: 1-1
  • DOI: 10.7554/elife.57268
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Region‐ and neuronal‐subtype‐specific expression of Na,K‐ATPase alpha and beta subunit isoforms in the mouse brain (2020)
  • 著者名/発表者名: Murata Koshi、Kinoshita Tomoki、Ishikawa Tatsuya、Kuroda Kazuki、Hoshi Minako、Fukazawa Yugo
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: - 号: 16 ページ: 2654-2678
  • DOI: 10.1002/cne.24924
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] GABAergic neurons in the olfactory cortex projecting to the lateral hypothalamus in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Murata K, Kinoshita T, Fukazawa Y, Kobayashi K, Kobayashi K, Miyamichi K, Okuno H, Bito H, Sakurai Y, Yamaguchi M, Mori K, Manabe H
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 9 号: 1 ページ: 7132-7132
  • DOI: 10.1038/s41598-019-43580-1
  • NAID: 120006862679
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Opposing roles of dopamine receptor D1- and D2-expressing neurons of the anteromedial olfactory tubercle in acquisition of place preference (2019)
  • 著者名/発表者名: Koshi Murata, Tomoki Kinoshita, Yugo Fukazawa, Kenta Kobayashi, Akihiro Yamanaka, Takatoshi Hikida, Hiroyuki Manabe, and Masahiro Yamaguchi
  • 雑誌名: Frontiers in Behavioral Neuroscience 巻: 13 ページ: 50-50
  • DOI: 10.3389/fnbeh.2019.00050
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional development of olfactory tubercle domains during weaning period in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Wataru Murofushi, Kensaku Mori, Koshi Murata, and Masahiro Yamaguchi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 13204-13204
  • DOI: 10.1038/s41598-018-31604-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 嗅覚から紐解く食欲とおいしさの神経機構 (2023)
  • 著者名/発表者名: 村田航志
  • 学会等名: 第5回官能評価学会企業部会拡大講演会
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of subtypes of ultrasonic vocalizations associated with chocolate eating in rats using machine learning (2023)
  • 著者名/発表者名: Murata K, Ikedo Y, Ryoke T, Shiotani K, Manabe H, Kuroda K, Yoshimura H, and Fukazawa Y
  • 学会等名: Neuroscience 2023 (Society for Neuroscience)
  • 国際学会
• [学会発表] チョコレート摂食に関連したラット超音波発声サブタイプの機械学習による分類 (2023)
  • 著者名/発表者名: 池戸優希、村田航志、領家崇、塩谷和基、眞部寛之、黒田一樹、吉村仁志、深澤有吾
  • 学会等名: 日本味と匂学会第57回大会
• [学会発表] 嗅覚と食へのモチベーションの神経機構 (2022)
  • 著者名/発表者名: 村田 航志
  • 学会等名: 日本味と匂学会 第56回大会
  • 招待講演
• [学会発表] ラット超音波発声のおいしさ反応測定への利用可能性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 村田 航志
  • 学会等名: 2022生理研研究会 心的状態の理解に向けた行動・生理的指標の計測と解析
  • 招待講演
• [学会発表] 嗜好性の高い食事はラットの50-kHz超音波発声を促進する (2022)
  • 著者名/発表者名: 村田航志、池戸優希、領家崇、黒田一樹、吉村仁志、深澤有吾
  • 学会等名: Neuro 2022（第45回 日本神経科学大会）
• [学会発表] アレルギー性鼻炎モデルマウスにおける嗅覚障害の評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 前川文子、村田航志、加藤幸宜、加藤永一、領家崇、酒井涼、高林哲司、黒田一樹、藤枝重治、深澤有吾
  • 学会等名: 日本味と匂学会 第56回大会
• [学会発表] ラット超音波発声によるおいしさ反応測定の試み (2022)
  • 著者名/発表者名: 池戸優希、村田航志、領家崇、塩谷和基、眞部寛之、黒田一樹、吉村仁志、深澤有吾
  • 学会等名: 日本味と匂学会 第56回大会
• [学会発表] マウス嗅結節における食へのモチベーション形成の神経メカニズム (2022)
  • 著者名/発表者名: 村田 航志
  • 学会等名: 2022日本農芸化学京都大会
  • 招待講演
• [学会発表] プロダイノルフィンならびにプレプロエンケファリンを発現するマウス嗅結節ニューロン種の同定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 村田航志、前川文子、黒田一樹、藤枝重治、深澤有吾
  • 学会等名: 第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] プロダイノルフィンおよびプレプロエンケファリンを発現するマウス嗅結節ニューロンの細胞種の同定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 村田 航志、黒田 一樹、深澤 有吾
  • 学会等名: 第44回日本神経科学大会
• [学会発表] 嗅皮質の腹側テニアテクタ神経細胞は、目標指向的行動において行動状態をコードする (2021)
  • 著者名/発表者名: 塩谷 和基、谷隅 勇太、村田 航志、廣川 純也、櫻井 芳雄、眞部 寛之
  • 学会等名: 第44回日本神経科学大会
• [学会発表] シナプス結合における協調的前後構造の構築を支える分子メカニズムの解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 深澤 有吾、エルハンバリー ルワイダ、石川 達也、村田 航志、黒田 一樹
  • 学会等名: 第44回日本神経科学大会
• [学会発表] マウス嗅結節におけるプロダイノルフィンならびにプレプロエンケファリンを発現する細胞種の同定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 前川文子、村田航志、黒田一樹 、藤枝重治、深澤有吾
  • 学会等名: 2021年度 日本味と匂学会 第55回大会
• [学会発表] 感覚運動障害を呈する新規内包出血モデルラットの確立と病態解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 酒井 涼, 村田航志, 黒田一樹, 領家 崇, 深澤有吾
  • 学会等名: 第55回日本作業療法学会
• [学会発表] 嗅覚で誘起される意欲行動における嗅結節の役割 (2020)
  • 著者名/発表者名: 村田 航志
  • 学会等名: 第43回日本神経科学大会
  • 招待講演
• [学会発表] マウス脳におけるNa,K-ATPase αおよびβサブユニットアイソフォームmRNAの発現分布 (2020)
  • 著者名/発表者名: 村田航志、木下智貴、石川達也、黒田一樹、星美奈子、深澤有吾
  • 学会等名: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会・第98回日本生理学会大会
• [学会発表] FIB-SEM観察法によるシナプス結合における協調的前後構造の構築を支える分子メカニズムの解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 深澤 有吾, Elhanbaly Ruwaida, 石川 達也, 村田 航志, 黒田 一樹
  • 学会等名: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会・第98回日本生理学会大会
• [学会発表] 神経細胞における凍結割断レプリカ標識法(SDS-FRL法)と免疫タグノックインを組み合わせたNAKα3を含むNa+/K+-ATPaseの定量的分布解析の最適化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 黒田 一樹, 石川 達也, 村田 航志, 深澤 有吾
  • 学会等名: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会・第98回日本生理学会大会
• [学会発表] 摂食行動を誘起する嗅覚中枢神経メカニズム (2020)
  • 著者名/発表者名: 村田 航志
  • 学会等名: 第97回日本生理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of GABAergic neurons in the olfactory cortex projecting to the lateral hypothalamus in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Koshi Murata and Hiroyuki Manabe
  • 学会等名: The 48th Naito Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of the olfactory tubercle in odor-induced motivated behaviors in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Koshi Murata
  • 学会等名: The 16th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マウス嗅結節の光刺激が場所嗜好性試験に与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村田航志、木下智貴、小林憲太、眞部寛之、深澤有吾、山口正洋
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
• [産業財産権] 動物用の運動訓練評価装置 (2021)
  • 発明者名: 深澤有吾、酒井涼、黒田一樹、村田航志、領家崇、霊河秀樹
  • 権利者名: 国立大学法人福井大学
  • 産業財産権種類: 実用新案
  • 出願年月日: 2021
  • 取得年月日: 2021