ストレス下で心を平穏に保つための脳神経回路

• 研究課題/領域番号: 19K07799
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分51020:認知脳科学関連
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 城山 優治 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (90456195)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 扁桃体 / ストレス / 情動 / AST / 恐怖学習 / 拘束ストレス / GRP / 神経活動操作 / 光操作 / 恐怖

研究開始時の研究の概要

本研究計画では、「ストレス下で心を平穏に保つための脳神経回路」の存在と、その回路の具体的な機能を明らかにすることを目的とする。研究代表者らは、マウスのストレス負荷時において情動表出を調節する脳領域の候補を、過去の科学研究費補助金の助成により特定している。その領域の機能検証を、本研究期間内に行う。研究手法としては、主に光遺伝学的な手法による神経活動の制御を用いる。候補となる脳領域は非常に小さいため、脳領域特異的な遺伝子プロモーターや光ファイバーの埋設条件を検討し、脳領域特異的な神経活動の調整を行い、ストレス下での情動状態（心の平穏度合）を解析する。

研究成果の概要

本研究計画は、情動機能を司る脳部位である扁桃体に隣接したAmygdalostriatal Transition Areaが、ストレス負荷下で心の平穏を保つ機能があるとする仮説の立証である。そのために、脳の領域特異的な神経活動操作を行うが、この脳領域は非常に小さいため、単純な局所注入を通じた操作では必要十分な領域操作ができない。そこで二つの遺伝子プロモーター下で組み換え遺伝子Creを発現するマウスを入手し、その上で操作を行った。結果として、Amygdalostriatal Transition Areaを抑制的に操作すると過剰な情動表出が認められる傾向にあった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

長期的な強いストレスが心身を蝕むことは広く知られるが、一時的なストレスであってもその後の数分、数時間に渡って心の平穏が乱れる。それを抑制し、心の平穏を保つ能力には個人差があるが、足りないと過度な緊張に苛まれたり判断ミスを引き起こし、それに伴う経済損失は計り知れない。本研究は、その様なストレス下での情動調節を担う脳神経回路を解明することが目的である。
本研究は純粋な基礎研究ではあるが応用の余地は広く、その礎になるものと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Gastrin-releasing peptide regulates fear learning under stressed conditions via activation of the amygdalostriatal transition area (2022)
  • 著者名/発表者名: Goto Fumiko、Kiyama Yuji、Ogawa Itone、Okuno Hiroyuki、Ichise Taeko、Ichise Hirotake、Anai Motonobu、Kodama Tatsuhiko、Yoshida Nobuaki、Bito Haruhiko、Manabe Toshiya
  • 雑誌名: Molecular Psychiatry 巻: - 号: 3 ページ: 1694-1703
  • DOI: 10.1038/s41380-021-01408-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss of calsyntenin paralogs disrupts interneuron stability and mouse behavior (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori Keita、Koebis Michinori、Nakao Kazuki、Kobayashi Shizuka、Kiyama Yuji、Watanabe Masahiko、Manabe Toshiya、Iino Yuichi、Aiba Atsu
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 15 号: 1 ページ: 23-23
  • DOI: 10.1186/s13041-022-00909-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cooperation of LIM domain-binding 2 (LDB2) with EGR in the pathogenesis of schizophrenia. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi T, Kiyama Y, Arima-Yoshida F, Kadota M, Ichikawa T, Yamada K, Watanabe A, Ohba H, Tanaka K, Nakaya A, Horiuchi Y, Iwayama Y, Toyoshima M, Ogawa I, Shimamoto-Mitsuyama C, Maekawa M, Balan S, Arai M, Miyashita M, Toriumi K, et al.
  • 雑誌名: EMBO Mol Med 巻: 13 号: 4
  • DOI: 10.15252/emmm.202012574
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glial pathology in a novel spontaneous mutant mouse of the Eif2b5 gene: a vanishing white matter disease model. (2019)
  • 著者名/発表者名: Terumitsu-Tsujita M, Kitaura H, Miura I, Kiyama Y, Goto F, Muraki Y, Ominato S, Hara N, Simankova A, Bizen N, Kashiwagi K, Ito T, Toyoshima Y, Kakita A, Manabe T, Wakana S, Takebayashi H, Igarashi H
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｅｕｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: jnc.14887 号: 1 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1111/jnc.14887
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Ldb2 modulates neuronal activities and fear learning by regulating Arc expression in the lateral nucleus of the amygdala (2022)
  • 著者名/発表者名: 城山 優治
  • 学会等名: 第44回日本神経科学大会/第1回 CJK 国際会議
  • 国際学会
• [学会発表] マウスにおける全身麻酔下手術による扁桃体の神経活動亢進と記憶障害 (2021)
  • 著者名/発表者名: 城山優治、中原真由美、大江将軍、坂口茜、黒江那彩、上村裕一、奥野浩行
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] てんかん発症に至るまでの海馬歯状回 （APE欠損をモデルとして） (2019)
  • 著者名/発表者名: 城山優治、奥野浩行、内藤眞、尾藤晴彦、児玉龍彦、真鍋俊也、穴井元暢
  • 学会等名: 日本生化学会第92回大会
• [備考] Reserchermap
  • URL: https://researchmap.jp/ChiharuKoji
• [備考] 鹿児島大学医歯学総合研究科 生化学・分子生物学分野
  • URL: https://www.kufm.kagoshima-u.ac.jp/~biochem2/