| 研究課題/領域番号 |
23K27484
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| 補助金の研究課題番号 |
23H02793 (2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分51030:病態神経科学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
金田 勝幸 金沢大学, 薬学系, 教授 (30421366)
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| 研究分担者 |
西谷 直也 金沢大学, 薬学系, 助教 (30824792)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2026年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2024年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | 薬物依存 / 精神的ストレス / 前帯状皮質 / 扁桃体 / コカイン / ノルアドレナリン / 心理社会的ストレス / ストレス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ストレスは薬物欲求を増大させる。このことが薬物依存症治療の障壁となるが、そのメカニズムには不明な点が多い。本研究ではマウスも他者の苦痛の目撃によりストレスを受けるという性質に着目し、他者の社会敗北（SD）を目撃させる「SD目撃ストレス」を新たな心理社会的ストレスモデルとして考案する。このストレスによる薬物欲求増大の神経メカニズムを、行動薬理学・電気生理学の手法に脳活動操作とイメージング技術を融合し、前帯状皮質、扁桃体、およびノルアドレナリン神経伝達に着目して個体・神経回路・シナプスレベルで解明することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
薬物依存症治療の障壁である「精神的ストレスによる薬物欲求増大」のメカニズムを解明するため、他者の社会敗北(SD)を目撃させるSD目撃ストレスを新たに考案し、薬物欲求の強さを評価できるコカイン条件付け場所嗜好性テストに組み合わせることにより独自の実験系を確立した。この実験系を用いて、今年度は以下の成果を得た。
①SD目撃ストレスによって活性化される前帯状皮質(ACC)および扁桃体(Amy)の神経活動がどのようなタイミングで上昇するかを解明するために、神経活動上昇に伴う細胞内Ca2+上昇を蛍光強度に変換するセンサー蛋白のGCaMP8mをアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いて各脳部位に発現させ、ファイバーフォトメトリ法により神経活動を蛍光強度変化として定量的に計測した。その結果、SD目撃中のマウスのACCおよびAmyにおいて、既知マウスが攻撃を受ける様子を目撃するタイミングで蛍光強度の増強、すなわち、神経活動上昇が認められ、一方、SD目撃マウスがfreezingを示すタイミングでは神経活動の低下が認められた。
②抑制性の人工受容体hM4DiをAAVベクターによりACCの興奮性細胞選択的に発現させ、そのリガンドであるCNO投与により、ACCの活動を人為的に抑制した結果、SD目撃ストレスによる薬物欲求増大が抑制されることを見出した。Amyについてはムシモル局所注入によりSD目撃ストレスによる薬物欲求増大が抑制されることを見出した。すなわち、SD目撃ストレスによる神経活動上昇とコカイン欲求増大との因果関係を証明した。
③ノルアドレナリン（NA）によるACC神経活動上昇に関わるNA受容体サブタイプを脳スライスパッチクランプ記録法により検討したところ、α1、βNA受容体に加え、部分的にドパミンD1受容体が関与することを見出した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
開始当初の研究計画を予定どおり実施し、研究実績の概要に記載の成果が得られたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
Amyの神経活動は腹側海馬からの投射によって制御されることから、この投射を光遺伝学的手法により選択的に抑制することで、SD目撃ストレスによる薬物欲求増大が抑制されるか否かを検討する。
ACCは様々な脳部位から投射を受けることが知られているが、SD目撃ストレスに関連してACCの神経活動上昇に関わる脳部位を探索する。具体的には、遺伝子改変マウスへの逆行性ウイルストレーシングの適用と神経活動マーカーであるcFos発現変化の検出により、投射を送りかつ神経活動が上昇する脳部位を明らかにする。
SD目撃ストレス中に、ACCおよびAmyにおける神経活動計測が可能となったため、DeepLabCutを用いた機械学習を導入することにより、SD目撃マウスの神経活動とストレス関連行動との相関関係をより詳細に解析する。
ACCへのNA伝達が主としてα1およびβNA受容体によって担われていたことから、これら受容体阻害薬を局所投与することで、SD目撃ストレスによる薬物欲求増大が抑制されるか否かを検討する。
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