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エストロゲンによる快情動増強の脳内メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 22K07330
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

桑木 共之  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (80205260)

研究分担者 柏谷 英樹  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 講師 (70328376)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードエストロゲン / 快情動 / 側坐核 / ファイバーフォトメリ
研究開始時の研究の概要

エストロゲンが快情動を増強するメカニズムの1つとして、エストロゲンによる側坐核の活性化仮説を検証する。そのために、1)エストロゲン濃度の生理的な増減と快情動の指標である情動脱力発作回数との間の関係を明らかにし、2)脳内エストロゲン受容体の種類とその存在部位から側坐核までの神経回路を解明し、3)エストロゲン投与による側坐核の活性化と情動行動との定量的対応をリアルタイムで検証する。本研究成果は気分障害、不安、鬱などの予防・治療に繋がる可能性がある。

研究実績の概要

エストロゲンは女性ホルモンとして性殖腺で作られるだけでなく、男性・女性の脳内でも作られており情動や記憶学習に影響する。閉経後の鬱やホルモン療法による記憶増進などが知られている。本研究の目的は、「エストロゲンが側坐核を活性化することがその快情動誘発メカニズムの一つである」という仮説を検証する事である。快情動の指標としてナルコレプシー(嗜眠病)モデルマウスの情動脱力発作を利用し、本年度は以下の実験を行った。
1)脱力発作は快情動を誘発する刺激が無くても発症する。その原因は快情動の記憶想起にある事を突き止め、論文発表並びに学会発表した。
2)血中エストロゲン濃度をELISAで、カタプレキー回数を夜間(マウスの活動期)のビデオ行動記録から解析したところ、両者の間には正の相関関係が存在した。また、性周期をスメア法により同定したところ、発情期にカタプレキシー回数が著しく増加していた。一方で、妊娠期間中の血中エストロゲン高値はカタプレキシー回数の増加には結び付かなかった。妊娠期間中には脳内の受容体に変化が起っている事が示唆された。
3)遺伝子及び脳部位特異的に神経刺激を行う方法であるオプトジェネティクス手法を用いて側坐核の特異的刺激が脱力発作を引き起こす事を証明し、論文発表した。
4)情動脱力発作の原因であるオレキシン神経の欠損は痒みによる引っ掻き行動を減弱させた。すなわちオレキシン神経の活性化は不快情動に関係すると考えられた。

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

当初は3つの実験を予定していた。1)エストロゲン濃度と情動脱力発作回数との相関分析、2)関与するエストロゲン受容体の同定、3)ファイバーフォトメトリー法を用いた側坐核神経活動のリアルタイム記録、である。
この内、1)は完了、2)は部分的に完了、3)は未着手である。

今後の研究の推進方策

1)エストロゲンが側坐核吻側部を本当に活性化させるか否かを検証するために、形質膜型エストロゲン受容体のアゴニスト投与によって活性化される脳部位を神経細胞活性化マーカーの染色により同定する。
2)脳内エストロゲンの増減が側坐核吻側部神経活動に影響を与えている事を、ファイバーフォトメトリー法を用いてリアルタイムで検証する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 中国医科大学(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 中国医科大学(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Orexin neurons play contrasting roles in itch and pain neural processing via projecting to the periaqueductal gray2024

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Tatsuroh、Oura Asuka、Imai Yoshiki、Kusumoto-Yoshida Ikue、Kanekura Takuro、Okuno Hiroyuki、Kuwaki Tomoyuki、Kashiwadani Hideki
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 7 号: 1 ページ: 290-290

    • DOI

      10.1038/s42003-024-05997-x

    • 関連する報告書
      2023 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] Activation of the rostral nucleus accumbens shell by optogenetics induces cataplexy-like behavior in orexin neuron-ablated mice2023

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Shigetaka、Lou Fan、Kusumoto-Yoshida Ikue、Hao Liying、Kuwaki Tomoyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 2546-2546

    • DOI

      10.1038/s41598-023-29488-x

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 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 opposite roles of orexin neurons in pain and itch neural processing2023

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Tatsuroh、Kuwaki Tomoyuki
    • 雑誌名

      Peptides

      巻: 160 ページ: 170928-170928

    • DOI

      10.1016/j.peptides.2022.170928

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TRPA1 channel in the airway underlies protection against airborne threats by modulating respiration and behaviour2023

    • 著者名/発表者名
      Kuwaki Tomoyuki、Takahashi Nobuaki
    • 雑誌名

      The Journal of Physiology

      巻: online only 号: 19 ページ: 4755-4762

    • DOI

      10.1113/jp284076

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The physiological response during optogenetic-based cardiac pacing in awake freely moving mice2023

    • 著者名/発表者名
      Kaminosono Jun、Kambe Yuki、Tanimoto Akihide、Kuwaki Tomoyuki、Yamashita Akira
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 14

    • DOI

      10.3389/fphys.2023.1130956

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Activation of neurons in the insular cortex and lateral hypothalamus during food anticipatory period caused by food restriction in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Ma Jihao、Yanase Sakurako、Udagawa Lisa、Kuwaki Tomoyuki、Kusumoto-Yoshida Ikue
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 73 号: 1 ページ: 34-34

    • DOI

      10.1186/s12576-023-00892-2

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Positive memory increases cataplexy-like behaviors in narcolepsy mice as revealed using conditioned place preference test2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Mayuko、Yamamoto Koki、Kuwaki Tomoyuki
    • 雑誌名

      BMC Neuroscience

      巻: 23 号: 1 ページ: 82-82

    • DOI

      10.1186/s12868-022-00772-2

    • 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
  • [学会発表] The contrasting roles of orexin neurons in itch and pain neural processing2024

    • 著者名/発表者名
      金子達朗、大浦飛鳥、楠本郁恵、金蔵拓郎、奥野浩行、桑木共之、柏谷英樹
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The role of orexin neurons in the regulation of chronic itch processing2024

    • 著者名/発表者名
      大浦飛鳥、金子達朗、金蔵拓郎、桑木共之、柏谷英樹
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Recalling of positive memory increases cataplexy-like behaviors in narcolepsy mice2023

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Yoshida, Tomoyuki Kuwaki
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Hypothalamic orexinergic neurons modulate pain and itch in an opposite way: pain relief and itch exacerbation.2023

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Tatsuroh, Kuwaki Tomoyuki, Kashiwadani Hideki
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Chronic activation of hypothalamic orexin neurons in menopause model mice2023

    • 著者名/発表者名
      Hideki KASHIWADANI, Sho UENO, Tomoyuki KUWAKI
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Positive memory increases cataplexy-like behaviors in narcolepsy mice.2023

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Yoshida, Tomoyuki Kuwaki
    • 学会等名
      第46回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Optogenetic activation of the rostral nucleus accumbens shell induces cataplexy-like behavior in orexin neuron-ablated mice2023

    • 著者名/発表者名
      Shigetaka Kawashima, Tomoyuki Kuwaki
    • 学会等名
      第46回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Optogenetic-based cardiac pacing in awake freely moving mice; toward psychosomatic correlation research2023

    • 著者名/発表者名
      Jun Kaminosono, Yuki Kambe, Akihide Tanimoto, Tomoyuki Kuwaki, Akira Yamashita
    • 学会等名
      NIPS meeting on synapse physiology
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of physical reaction on emotional state: development of optogenetic-based cardiac pacing in awake freely moving mice2023

    • 著者名/発表者名
      山下哲、上之薗知邑、神戸悠輝、今井哲司、谷本昭英、桑木共之
    • 学会等名
      第97回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 快情動の想起はナルコレプシーマウスの脱力発作を増加させる2023

    • 著者名/発表者名
      吉田真悠子、桑木共之
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 側坐核が快情動に果たす役割2022

    • 著者名/発表者名
      川島茂隆、Lou Fan、Su Jingyang、楠本(吉田)郁恵、桑木共之
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 情動による体温調節2022

    • 著者名/発表者名
      桑木共之
    • 学会等名
      第75回日本自律神経学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 鹿児島大学医歯学総合研究科統合分子生理学HP

    • URL

      https://www3.kufm.kagoshima-u.ac.jp/physiol1/indexJ.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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