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ASD病態に寄与する大脳皮質回路の構成的理解

公募研究

研究領域マルチスケール精神病態の構成的理解
研究課題/領域番号 21H00215
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関藤田医科大学

研究代表者

山下 貴之  藤田医科大学, 医学部, 教授 (40466321)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード大脳皮質 / 触覚 / 自閉スペクトラム症 / 体性感覚野 / 異顆粒帯 / 母体炎症モデル / ASD / 社会性行動 / 洞毛 / 電気生理学 / 体性感覚 / in vivo
研究開始時の研究の概要

自閉スペクトラム症(ASD)を特徴づける社会性行動異常の神経メカニズムはよくわかっていない。ASD患者には広く触覚異常が認められるため、触覚情報処理の異常が社会性行動の異常につながる可能性がある。本研究では、マウスを用いて、触覚情報と社会性行動とをつなげると推測される大脳皮質・異顆粒帯における触覚情報処理機構を詳細に調べ、ASDモデルマウスにおける異常とそのメカニズムを検討する。

研究実績の概要

自閉スペクトラム症(ASD)の重症度と触覚反応異常には高い相関が認められる。しかしながら、ASDを特徴づける社会性行動の異常と触覚反応の異常との関係は明確でない。触覚中枢である大脳皮質一次体性感覚野(S1)は異顆粒帯(DGZ)への強い軸索投射を持ち、さらにDGZ は社会性行動に重要な部位であることから、DGZが触覚知覚異常を社会性行動異常につなげる神経基盤である可能性がある。そこで、本研究では、マウス個体同士の接触に関する情報がS1→DGZ 経路によりどのように表現されるかを探り、そのASD 病態における異常を検討することを目標とした。実験系の確立を行い、まずは野生型マウスを用いて、アクティブタッチ中および他マウスとのソーシャルインタラクション中のDGZやS1からシリコンプローブ記録を行った。未発表であるため詳細は記載しないが、マウスの社会性行動のある局面に相関を示すDGZ細胞が見出された。また、Poly(I:C)を用いた母体炎症モデルマウスの作成ルーティンを構築し、行動実験によりこれらのマウスがADS様の行動を示すことを確かめた。本モデルマウスにおいて、アクティブタッチ中および他マウスとのソーシャルインタラクション中のDGZやS1の神経活動を記録し、野生型との差異を認めつつある。
また、本研究に関連して、マウス同士のコミュニケーションに重要な役割を果たすと考えられるマウスの顔運動についての研究を行い、一次運動野が報酬に関連した顔運動誘発に重要な出力回路ノードであるということと、一次運動野に報酬に関連した顔運動変化をエンコードするニューロンがあることを発見した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学ローザンヌ校(スイス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Primary motor cortex drives expressive facial movements related to reward processing in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Li Wanru、Nakano Takashi、Mizutani Kohta、Kawatani Masahiro、Matsubara Takanori、Danjo Teruko、Mukai Yasutaka、Yamanaka Akihiro、Ito Hikaru、Aizawa Hidenori、Petersen Carl C. H.、Yoshimoto Junichiro、Yamashita Takayuki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 1-62

    • DOI

      10.1101/2022.10.28.514159

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Primary motor cortex drives expressive orofacial movements related to reward processing in mice” EPFL Neuro Symposium Barrel Cortex2022

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Yamashita
    • 学会等名
      EPFL Neuro Symposium Barrel Cortex
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dominant role of primary motor cortex in driving reward-related facial expressions2022

    • 著者名/発表者名
      李 婉茹、中野 高志、山下 貴之
    • 学会等名
      NEURO2022 第45回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Neuronal mechanisms underlying reward-related expressive orofacial movements in mice2022

    • 著者名/発表者名
      李 婉茹、中野 高志、山下 貴之
    • 学会等名
      第69回中部生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マウス大脳皮質異顆粒帯に投射する大脳皮質領域の探索2022

    • 著者名/発表者名
      阿部 真悠子、縣 徹、檀上 輝子、山下 貴之
    • 学会等名
      第69回中部生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 報酬の予測と獲得に伴うマウスの表情を司る神経回路2022

    • 著者名/発表者名
      山下 貴之
    • 学会等名
      第4回 これからの神経回路研究の会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大脳皮質による報酬に関連したマウスの表情の制御2021

    • 著者名/発表者名
      山下 貴之
    • 学会等名
      第44回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 報酬の予測や獲得に伴うマウスの顔運動を制御する神経回路機構2021

    • 著者名/発表者名
      山下 貴之
    • 学会等名
      生理研シナプス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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