研究課題/領域番号 |
21K18265
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研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分51:ブレインサイエンスおよびその関連分野
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研究機関 | 北海道大学 |
研究代表者 |
和多 和宏 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70451408)
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研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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配分額 *注記 |
25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
2024年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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キーワード | 発話障害 / 動物モデル / 大脳基底核 / 時系列制御 / ドーパミン受容体 / 発声学習 / 鳴禽類ソングバード / 吃音 / シングルセル解析 / 発声学習行動 |
研究開始時の研究の概要 |
これまでに独自に発見したソングバードの大脳基底核内のGABAergic細胞選択的除去によって、なぜ吃音様の「音素時系列配列の繰り返し異常」が起こるのか?、『大脳基底核の機能異常』によって、異常繰り返し発声パターンの生成につながる神経動作原理を明らかにする。そのために、次に示す「細胞・分子、回路システム、個体発達」レベルの発症起因要因を検証する3つの実験を組み合わせた研究を進めていく。
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研究実績の概要 |
本研究の目的は、鳴禽類ソングバードを動物モデルとして用い、発話コミュニケーション障害「吃音」の発症メカニズムを神経機能学的に解明することである。本研究では、吃音を「音素時系列配列の制御異常」が発症の一因と捉え、その原因が大脳基底核ループ経路における機能異常にあるとする『大脳基底核ループ経路異常』仮説を検証する。そのために、発声学習によって発声パターンを獲得する鳴禽類ソングバードを実験動物モデルとして用いた研究を進めている。これを踏まえ、2023年度において以下の研究を進めた。 アデノ随伴ウイルス(Adeno-associated virus: AAV)によるmiR30バックボーンにしたshRNAi法を導入し、ドーパミン受容体サブタイプ1(D1R), サブタイプ2(D2R)特異的な遺伝子ノックダウンを可能にするコンストラクトを作製した。このD1R/D2R特異的なノックダウンを可能にするAAVを、発声学習臨界期を過ぎたzebra finch及びBengalese finch成鳥の大脳基底核内の歌神経核Area Xに発現誘導し、D1R及びD2Rの発現量の減少度合いノックダウンの程度・感染細胞数と発声パターンへの影響を検証する実験を開始した。その際、発声学習臨界期後で繰り返し音素を多く生成する個体とそうでない個体の2群に分け、異常繰り返し発声行動の誘発の違いが状況依存的(雌の存在下)に生じるのかも現在検証中である。 また、吃音が発声学習の過程で発症することを鑑みて、ソングバードの歌学習臨界期前に上記のAAVをArea Xにインジェクションし、D1R及びD2Rのノックダウン実験を開始した。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初実施予定にしていたアデノ随伴ウイルス(AAV)を用いたソングバード大脳基底核歌神経核でのドーパミン受容体のサブタイプ特異的な遺伝子ノックダウン実験を概ね予定通り進めていくことができている。
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今後の研究の推進方策 |
吃音が発声学習の過程で発症することを鑑みて、ソングバードの歌学習臨界期前に上記のD1R及びD2RノックダウンAAVをArea Xにインジェクションし、発声学習過程の発声パターンへの影響と成鳥時の雌の存在有無による状況依存的な発声パターン異常の誘発が惹起されるか検証を行う。
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