報酬・忌避の意志決定の機構解析

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 予測と意思決定の脳内計算機構の解明による人間理解と応用
• 研究課題/領域番号: 23120011
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 疋田 貴俊 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (70421378)
• 研究分担者: 矢和多 智 京都大学, 健康長寿社会の総合医療開発ユニット, 特定助教 (90455246)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 大脳基底核 / 忌避行動 / 意思決定 / ドーパミン受容体 / 神経回路

研究実績の概要

大脳基底核神経回路の直接路と間接路にそれぞれ特異的な可逆的神経伝達阻止法と薬理学的手法の組み合わせにより、報酬行動には直接路D1ドーパミン受容体の活性化が、忌避行動及び学習柔軟性には間接路D2ドーパミン受容体の不活性化が、それぞれ重要であることを示してきた。さらに、忌避行動において、神経伝達物質受容体の関与による神経可塑性機構によって、直接路と間接路の情報伝達効率の可塑性によるスイッチングが起こることを明らかにした。そこで神経可塑性に関与する細胞内シグナリングの忌避行動への関与を調べた。間接路遮断とPKA阻害薬投与の組み合わせにより、忌避行動が抑制された。次に直接路あるいは間接路細胞特異的にPKA活性化インディケーター蛋白を発現させたマウスの側坐核に顕微内視鏡を設置し、忌避行動中の活性変化を観察すると、間接路細胞特異的にPKA不活性化が確認され、忌避行動との相関が見られた。これらから、側坐核間接路細胞のPKA/cAMPシグナリングが忌避行動に必須であることを示した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ジョンズホプキンス大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ジョンズホプキンス大学
• [雑誌論文] Neural mechanism of the nucleus accumbens circuit in reward and aversive learning. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hikida T, Morita M, Macpherson T
  • 雑誌名: Neurosci. Res. 巻: - ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.neures.2016.01.004.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Impaired hippocampal activity at the goal zone on the place preference task in a DISC mouse model (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Sawa A, Hikida T
  • 雑誌名: Neurosci. Res. 巻: VOL. 106 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.neures.2015.10.005.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 報酬・忌避行動と意思決定における大脳基底核神経回路の制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 疋田 貴俊
  • 雑誌名: 日本神経回路学会誌 巻: VOL. 23 ページ: 35-40
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Role of PKA signaling in D2 receptor-expressing neurons in the core of the nucleus accumbens in aversive learning (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi T, Goto A, Nakahara I, Yawata S, Hikida T, Matsuda M, Funabiki K, Nakanishi S
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: VOL. 112 ページ: 11383-11388
  • DOI: 10.1073/pnas.1514731112.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nuclear-translocated glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase promotes poly(ADP-ribose) polymerase-1 activation during oxidative/nitrosative stress in stroke. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakajima H, Kubo T, Ihara H, Hikida T, Danjo T, Nakatsuji M, Shahani N, Itakura M, Ono Y, Azuma Y, Inui T, Kamiya A, Sawa A, Takeuchi T
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: VOL. 290 ページ: 14493-14503
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.635607.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Converging models of schizophrenia – Network alterations of prefrontal cortex underlying cognitive impairments (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakurai T, Gamo NJ, Hikida T, Kim S-H, Murai T, Tomoda T, Sawa A
  • 雑誌名: Prog. Neurobiol. 巻: VOL. 134 ページ: 178-201
  • DOI: 10.1016/j.pneurobio.2015.09.010.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] JSPS Excellent Presentation Award for CINP2014: Pathway-specific Modulation of Nuclus Accumbens in Reward and Aversive Learning Behaviors and Drug Addiction via Selective Transmitter Receptors. (2015)
  • 著者名/発表者名: 疋田 貴俊
  • 雑誌名: 日本神経精神薬理学雑誌 巻: VOL. 35 ページ: 47-48
• [雑誌論文] 大脳基底核神経回路機構における直接路と間接路の機能分離 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森田 真規子、疋田 貴俊
  • 雑誌名: 日本神経精神薬理学雑誌 巻: VOL. 35 ページ: 107-111
• [学会発表] DISC1変異マウス海馬における報酬関連活動の減弱 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林勇一郎、澤明、疋田貴俊
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（ 北海道・札幌市 ）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] Subregion-specific striatal pathway control of Pavlovian associative learning (2016)
  • 著者名/発表者名: Macpherson T, Morita M, Sawa A, Hikida T
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（ 北海道・札幌市 ）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] ドーパミンD2L受容体は視覚弁別課題の認知学習に重要である (2016)
  • 著者名/発表者名: 森田 真規子、ワン ヤンヤン、笹岡 俊邦、澤 明、疋田 貴俊
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（ 北海道・札幌市 ）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] 精神疾患におけるドーパミン神経ネットワーク機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 疋田 貴俊
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（ 神奈川県・横浜市 ）
  • 年月日: 2016-03-09 – 2016-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] 報酬と忌避の意志決定の機構解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 疋田 貴俊
  • 学会等名: 平成27年度包括脳ネットワーク冬のシンポジウム
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（ 東京都 ）
  • 年月日: 2015-12-17 – 2015-12-19
  • 招待講演
• [学会発表] Nucleus accumbens plays a role in arm choice behavior in the rodent gambling test. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizoguchi H, Inutsuka A, Hikida T, Yamanaka A, Yamada K
  • 学会等名: 平成27年度包括脳ネットワーク冬のシンポジウム
  • 発表場所: 一橋大学一橋講堂（ 東京都 ）
  • 年月日: 2015-12-17 – 2015-12-19
• [学会発表] Social isolated DISC1 mutant mice displayed high sensitivity to chronic cocaine exposure and rolipram treatment. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikida T, Morita M, Niwa M, Kuroiwa A, Macpherson T, Itou T, Shuto T, Sotogaku N, Niwa M, Sawa A, Nishi A
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the American College of Neuropsychopharmacology
  • 発表場所: フロリダ（ アメリカ合衆国 ）
  • 年月日: 2015-12-06 – 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] ドーパミンD2L受容体は視覚弁別学習に関与する。 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森田 真規子、笹岡 俊邦、Yanyan Wang,澤 明、疋田 貴俊
  • 学会等名: BMB2015, 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（ 兵庫県・神戸市 ）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] D2L receptors of the striatal indirect pathway control behavioral flexibility in a place learning task. (2015)
  • 著者名/発表者名: Macpherson T, Morita M, Wang Y, Sasaoka T, Sawa A, Hikida T
  • 学会等名: International Symposium on Prediction and Decision Making 2015
  • 発表場所: 東京大学（ 東京都 ）
  • 年月日: 2015-10-31 – 2015-11-01
  • 国際学会
• [学会発表] Dopamine D2L receptors influence visual discrimination task on the touchscreen system. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morita M, Wang Y, Sasaoka T, Sawa A, Hikida T
  • 学会等名: International Symposium on Prediction and Decision Making 2015
  • 発表場所: 東京大学（ 東京都 ）
  • 年月日: 2015-10-31 – 2015-11-01
  • 国際学会
• [学会発表] Impaired hippocampal reward-related activity in the DISC1 mutant mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Sawa A, Hikida T
  • 学会等名: Neuroscience 2015
  • 発表場所: シカゴ（ アメリカ合衆国 ）
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] 薬物依存形成における大脳基底核神経回路機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 疋田 貴俊
  • 学会等名: 平成27年度アルコール・薬物依存関連学会合同学術総会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（ 兵庫県・神戸市 ）
  • 年月日: 2015-10-11 – 2015-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] 快・不快情報に基づく行動選択における大脳基底核神経回路機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 疋田 貴俊
  • 学会等名: 平成27年度生理学研究所研究会 情動の多次元的理解に基づく行動原理の探求
  • 発表場所: 生理学研究所（ 愛知県・岡崎市 ）
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] Cocaine-induced behavioral sensitization is regulated by PDE4 in social stressed DISC1 mutant mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikida T, Morita M, Macpherson T, Itou T, Niwa M, Kuroiwa M, Sawa A, Nishi A
  • 学会等名: 第37回日本生物学的精神医学会・第45回日本神経精神薬理学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（ 東京都 ）
  • 年月日: 2015-09-24 – 2015-09-26
• [学会発表] Role of PDEs in alteration of dopamine signaling after isolation stress in DISC1 mutant mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroiwa M, Shuto T, Sotogaku N, Morita M, Sawa A, Hikida T, Nishi A
  • 学会等名: 第37回日本生物学的精神医学会・第45回日本神経精神薬理学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（ 東京都 ）
  • 年月日: 2015-09-24 – 2015-09-26
• [学会発表] The direct striatal pathway is necessary for the attribution of incentive salience to reward-predictive cues. (2015)
  • 著者名/発表者名: Macpherson T, Morita M, Sawa A, Hikida T
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Cocaine-induced behavioral sensitization is regulated by PDE4 in social stressed DISC1 mutant mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morita M, Macpherson T, Itou T, Niwa M, Kuroiwa M, Nishi A, Sawa A, Hikida T
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] FEZ1 regulates autophagy and promotes against neuropsychiatric manifestation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sumitomo A, Saka A, Mauchi S, Hikida T, Sakurai T, Nakayama KI, Sawa A, Tomoda T
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Role of PDEs in response of cAMP/PKA signaling to isolation stress in DISC1 mutant mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuroiwa M, Shuto T, Sotogaku N, Morita M, Sawa A, Hikida T, Nishi A
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] Impaired hippocampal reward-related activity in the DISC1 mutant mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Sawa A, Hikida T
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31