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新規光プローブを用いた前頭葉スパインによる意欲制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J21845
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 生理学一般
研究機関東京大学

研究代表者

澤田 健  東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードドーパミン / スパイン / シナプス可塑性 / PFC / ストレス / モノアミン
研究実績の概要

PFC急性スライス標本におけるケイジド・グルタミン酸の2光子刺激を用いた調査の結果、モノアミンの一つであるノルアドレナリンに依存的に樹状突起スパインの形態可塑性が誘発されることが分かった。
モノアミンの学習への寄与を調査するため、ファイバーフォトメトリー・オプトジェネティクスを組み合わせ、モノアミン信号を観察下に操作できる系を構築し、探索した結果、セットシフト学習において、PFCのノルアドレナリン信号の寄与が示唆された。
さらに、PFCスパイン可塑性によるセットシフト学習の因果的制御を調査するため、活性化スパインを標識し消去できるタンパクプローブの改変を進めた。これらを統合することで、精神疾患への関与が示唆されてきたものの、実態は不明であったPFCスパイン機能の解明が進むことが期待される。
また、モノアミンフォトメトリー系を活用し、側坐核ドーパミン神経活動の一過性の低下が、弁別学習に必要であることを発見した。こうしたドーパミン濃度一過性低下は側坐核D2細胞のスパイン可塑性を誘発することが所属研究室の研究員により示された。ドーパミン一過性低下依存的なスパイン可塑性、および弁別学習は、統合失調症モデルとして知られるメタンフェタミンの反復投与により障害されるが、抗精神病薬として用いられるD2阻害薬によって回復することを見出し、統合失調症および抗精神病薬作用の神経基盤について理解を進めた。上述の研究をまとめた論文はNature誌に掲載された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Dopamine D2 receptors in discrimination learning and spine enlargement2020

    • 著者名/発表者名
      Iino Yusuke、Sawada Takeshi、Yamaguchi Kenji、Tajiri Mio、Ishii Shin、Kasai Haruo、Yagishita Sho
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 579 号: 7800 ページ: 555-560

    • DOI

      10.1038/s41586-020-2115-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The minimal behavioral time window for reward conditioning in the nucleus accumbens of mice2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Kenji、Maeda Yoshitomo、Sawada Takeshi、Iino Yusuke、Tajiri Mio、Nakazato Ryosuke、Kasai Haruo、Yagishita Sho
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 641365-641365

    • DOI

      10.1101/641365

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 側坐核ドーパミンD2受容体による 弁別学習の制御2020

    • 著者名/発表者名
      Sawada, T., Iino, Y., Yamaguchi, K., Yagishita, S. and Kasai, H.
    • 学会等名
      第20回 東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Discrimination learning mediated by dopamine D2 receptors in the nucleus accumbens2019

    • 著者名/発表者名
      Sawada, T., Iino, Y., Yamaguchi, K., Yagishita, S. and Kasai, H.
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse gating of discrimination learning by dopamine D2 receptors in the nucleus accumbens2019

    • 著者名/発表者名
      Sawada, T., Iino, Y., Yamaguchi, K., Tajiri, M., Yagishita, S. and Kasai, H
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Discrimination learning mediated by dopamine D2 receptors in the nucleus accumbens2019

    • 著者名/発表者名
      Sawada T., Iino Y., Yamaguchi K., Yagishita S., Kasai H
    • 学会等名
      Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dendritic spines of striatal D2 cells detect dopamine dips for accurate reinforcement learning2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Iino, T. Sawada, K. Yamaguchi, S. Yagishita, H. Kasai
    • 学会等名
      IRCN international symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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