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オキシトシン蛍光イメージングにより迫る脳内幸せシグナル動態

研究課題

研究課題/領域番号 21K06421
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46030:神経機能学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

稲生 大輔  大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任講師(常勤) (40721981)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードオキシトシン / 蛍光イメージング / 脳 / 神経伝達物質 / 蛍光センサー / 脳内情報処理
研究開始時の研究の概要

我が国において100万人以上もの人々が、うつ病などの幸せの喪失による精神疾患により苦しんでおり、社会問題となっている。しかしながら、根本的な治療法の開発は未だ達成できていない。その大きな原因の一つとして、”幸せ”という情報が 脳内のどこで・どのように創り出されているのか? という本分野における核心と言える問題に踏み込めていないという点が挙げられる。申請者は、この問題を解決するために脳内のオキシトシン動態を高感度に測定できる"オキシトシンイメージング法"を世界に先駆けて開発することに成功した。この最先端手法を用いて、脳内で"幸せ"という情報がどのように創り出されているかに迫りたい。

研究成果の概要

オキシトシンは、幸せホルモンとも呼ばれる脳内物質であり、私たちの豊かな感情や心身の健康に重要な役割を果たしている。しかしながら、生きた動物の脳内において、オキシトシンを感度よく捉えることは既存手法では困難であり、オキシトシンが脳内でどのように働いているかは、謎につつまれていた。今回、我々は、オキシトシンを高感度に検出可能な蛍光センサーを開発することにより生きたマウスの脳内からオキシトシン動態を高感度に計測することを達成した。刺激や行動パターンの種類に依存して脳内オキシトシン濃度は様々な時定数で変動しているなど、既存の計測法では見えてこなかったような新たな知見が明らかになってきた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回開発した超高感度蛍光オキシトシンセンサーにより、生きた動物の脳内からオキシトシン濃度変化をリアルタイムで計測することを実現できるようになった。本研究では、限られた実験条件下で脳内オキシトシン動態計測を実施したが、オキシトシンと関連が示唆されている生理機能や病態はまだたくさん残されており、今後幅広い研究への応用が期待される。特にオキシトシンは、自閉スペクトラム症や統合失調症といった難治性疾患を治療するための鍵として注目されており、本ツールの活用により病因解明や治療薬開発が大きく前進することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Classification of multiple emotional states from facial expressions in head-fixed mice using a deep learning-based image analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y, Nakata T, Hibino H, Nishiyama M, Ino D
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 18 号: 7 ページ: e0288930-e0288930

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0288930

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A strategy for low-cost portable monitoring of plasma drug concentrations using a sustainable boron-doped-diamond chip2023

    • 著者名/発表者名
      Takuro Saiki et al.
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 9 号: 5 ページ: e15963-e15963

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e15963

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction of the emotional states from facial expression in mice using a deep learning-based image analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Yudai Tanaka, Takuto Nakata, Hiroshi Hibino, Masaaki Nishiyama, Daisuke Ino
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 2023.02.17 ページ: 528923-528923

    • DOI

      10.1101/2023.02.17.528923

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A fluorescent sensor for real-time measurement of extracellular oxytocin dynamics in the brain2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ino, Yudai Tanaka, Hiroshi Hibino, and Masaaki Nishiyama
    • 雑誌名

      Nature Methods

      巻: 19 号: 10 ページ: 1286-1294

    • DOI

      10.1038/s41592-022-01597-x

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A fluorescent sensor for the real-time measurement of extracellular oxytocin dynamics in the brain2021

    • 著者名/発表者名
      Ino Daisuke、Hibino Hiroshi、Nishiyama Masaaki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 454450-454450

    • DOI

      10.1101/2021.07.30.454450

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrochemical properties of the non‐excitable tissue stria vascularis of the mammalian cochlea are sensitive to sounds2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Qi、Ota Takeru、Yoshida Takamasa、Ino Daisuke、Sato Mitsuo P.、Doi Katsumi、Horii Arata、Nin Fumiaki、Hibino Hiroshi
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: 599 号: 19 ページ: 4497-4516

    • DOI

      10.1113/jp281981

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of Pharmacokinetics in the Cochlea of the Inner Ear2021

    • 著者名/発表者名
      Sawamura Seishiro、Ogata Genki、Asai Kai、Razvina Olga、Ota Takeru、Zhang Qi、Madhurantakam Sasya、Akiyama Koei、Ino Daisuke、Kanzaki Sho、Saiki Takuro、Matsumoto Yoshifumi、Moriyama Masato、Saijo Yasuo、Horii Arata、Einaga Yasuaki、Hibino Hiroshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Pharmacology

      巻: 12 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fphar.2021.633505

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The autism-associated protein CHD8 is required for cerebellar development and motor function2021

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Atsuki、Katayama Yuta、Kakegawa Wataru、Ino Daisuke、Nishiyama Masaaki、Yuzaki Michisuke、Nakayama Keiichi I.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 35 号: 1 ページ: 108932-108932

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.108932

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞外シグナル動態をライブ解析するための 新規蛍光センサー開発2024

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 細胞外シグナル動態をとらえる 蛍光センサーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔
    • 学会等名
      第5回 形態解析ワークショップ
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞外シグナル動態をとらえる 蛍光センサーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔
    • 学会等名
      第90回 Blood Vessel Club
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層学習によるマウスの表情解析ツールの開発2023

    • 著者名/発表者名
      田中 雄大、中田 卓人、日比野 浩、西山 正章、稲生 大輔
    • 学会等名
      生理研研究会: 細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 可視化により探る 多様な細胞外シグナル動態2022

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔
    • 学会等名
      生理研研究会, シナプス研究会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オキシトシンと様々な脳内神経修飾物質のリアルタイム解析を実現する蛍光センサーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔
    • 学会等名
      JPW2022 (第96回 日本薬理学会年会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] A fluorescent sensor for real-time measurement of extracellular oxytocin dynamics in the brain2022

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔
    • 学会等名
      Neuro2022 (第45回 日本神経科学大会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 可視化により見えてきた複雑な脳内オキシトシン動態2022

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔
    • 学会等名
      生理研研究会, 細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳内細胞外シグナルのリアルタイム測定を実現する蛍光センサーの開発と応用2022

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔, 日比野 浩, 西山 正章
    • 学会等名
      細胞の局所コミュニティ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Fluorescent Sensors for Real-Time Measurement of Extracellular Oxytocin Dynamics in the Brain2022

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔, 日比野 浩
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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