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経験が報酬刺激物質に対する嗜好性を変化させる機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16265
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関東北大学

研究代表者

市之瀬 敏晴  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (20774748)

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 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードアルコール依存 / 遺伝学 / ドーパミン / D1受容体 / ショウジョウバエ / アルコール摂取 / 報酬刺激物質 / ゲノム編集 / 記憶学習 / 慢性ストレス / ドーパミン報酬系
研究開始時の研究の概要

申請者は、ショウジョウバエを慢性的な貧栄養ストレス下で飼育すると、砂糖、アルコール、覚醒剤など様々な報酬刺激物質への嗜好性が顕著に増大することを見出した。本研究は、そのメカニズムをシナプスレベルで解明することを目指す。この目的のため、まずこの行動変化を引き起こす神経細胞を同定する。次に、その細胞が形成するシナプスで、貧栄養ストレスによって生じる変化を分子レベルで解明する。最後に、その分子変化と行動制御の間の因果関係を証明する。本研究は、慢性的ストレスが与える変化において、分子から細胞、行動まで一貫した解析が可能な包括的なモデルとなる。

研究成果の概要

ショウジョウバエはアルコールをよく好み、アルコールの摂取量が日に日に増大することが知られている。本研究ではそのメカニズムの解明を試みた。脳内のD1ドーパミン受容体を可視化したところ、アルコールの繰り返し摂取によりD1ドーパミン受容体が増大することが判明した。また、D1ドーパミン受容体遺伝子の破壊によりアルコール摂取量の増大が阻害されること、人工的なD1ドーパミン受容体の量を増大により、通常のハエに比べて異常にアルコールを摂取するようになることが観察された。以上、アルコールの反復摂取によりD1ドーパミン受容体が増大し、経験依存的なアルコール摂取の増大を引き起こすメカニズムが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多くの哺乳類にとってアルコールは毒であるが、我々ヒトは例外的にアルコールが好きな種といえる。自然界においてアルコールは主に発酵した果実に存在し、人類の酒好きは果実食とともに進化したと言われている。遺伝学モデルとして有名なショウジョウバエは果実を主食とし、昆虫の中では例外的にアルコールをよく好む。ショウジョウバエのアルコール依存モデルにおけるドーパミンの役割を示した本研究により、アルコールを好む幅広い種で保存された共通メカニズムを探ることが可能となる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

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

  • [雑誌論文] Voluntary intake of psychoactive substances is regulated by the dopamine receptor Dop1R1 in Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      Kanno Mai、Hiramatsu Shun、Kondo Shu、Tanimoto Hiromu、Ichinose Toshiharu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 3432-3440

    • DOI

      10.1038/s41598-021-82813-0

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mushroom body output differentiates memory processes and distinct memory-guided behaviors2021

    • 著者名/発表者名
      Ichinose Toshiharu、Kanno Mai、Wu Hongyang、Yamagata Nobuhiro、Sun Huan、Abe Ayako、Tanimoto Hiromu
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 31 号: 6 ページ: 1294-1302

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.12.032

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dopamine Receptor Dop1R2 Stabilizes Appetitive Olfactory Memory through the Raf/MAPK Pathway in Drosophila2020

    • 著者名/発表者名
      Sun Huan、Nishioka Tomoki、Hiramatsu Shun、Kondo Shu、Amano Mutsuki、Kaibuchi Kozo、Ichinose Toshiharu、Tanimoto Hiromu
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 40 号: 14 ページ: 2935-2942

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1572-19.2020

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 多様な記憶の形成・固定化・読み出しメカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      市之瀬敏晴
    • 学会等名
      生理学研究所研究会2021 記憶・学習の多角的理解に向けたアプローチ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 記憶の形成・固定化メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      市之瀬敏晴
    • 学会等名
      東北大学 生命科学交流ミーティング
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Decoding distinct memories in the mushroom body of the fly brain2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiharu Ichinose
    • 学会等名
      Neurobiology of Drosophila, Cold Spring Harbor Laboratory, USA
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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