研究課題
本課題では、この発見を発展させて、脊椎動物の社会的闘争での優劣決定の仕組みを明らかにすることを目的として研究を進めている。背側手綱核の外側亜核から背側脚間核へ神経回路を遮断した系統は既に作製し、闘争で圧倒的に負けやすくなることを確認していた。平成２８年度は、この経路と隣接する、背側手綱核の内側亜核から腹側脚間核へ神経回路を遮断した系統を、“交差的発現制御法”によって、これまでに作製することに成功し、闘争行動を観察することによって、この系統が、圧倒的に勝ちやすくなることを確認した。さらに、我々は、in vivoで局所電場電位を計測することによって、 敗者では、背側脚間核において、背側手綱核外側亜核からの神経伝達が抑制されていることを発見している。平成２８年度では、急性スライス実験によって、敗者では、脚間核の腹側で、AMPA受容体の寄与が増強しており、勝者では、脚間核の背側で、NMDA型受容体の寄与が増強していることを発見した。さらに、脚間核神経細胞を起点として、順行性と逆行性に、継シナプス的に、この経路の入出力系に結合する神経細胞を標識するためのゼブラフィッシュ系統を作成した。マウスでは、手綱核中で内側手綱核腹側亜核のみでChannelrhodopsin2(ChR2)を発現できるマウスに、独自に開発した光遺伝学技術を適用し、闘争行動での勝敗の影響を調べた結果、このようなマウスは圧倒的に負けやすくなることを確認した。さらに、Inscopix社から販売されている超小型内視鏡型蛍光顕微鏡を購入し、闘争中の内側手綱核と脚間核の神経細胞群の活動を計測するための基礎実験を行なった。
2: おおむね順調に進展している
ゼブラフィッシュの闘争に関しては、平成２８年度までに彫られた成果を含めて、Science誌に発表することができた。マウスの闘争に関しても、現在投稿準備中であり、当初計画した実験計画を概ね順調に遂行している。
ゼブラフィッシュに関しては、平成２８年度に樹立したトランスジェニック系統を掛け合わせて、手綱核・脚間核経路の上流と下流に関して、探索を行う。また、手綱核と脚間核との間の神経伝達の可塑性の研究を進めて、分子メカニズムを明らかにする。マウスに関しても、ウイルスベクターとトランスジェニック系統を組み合わせた神経トレーシング技術を適用して、手綱核・脚間核経路の上流と下流の同定を行い、特異的操作によってそれぞれの機能を明らかにする。また、内視鏡型蛍光顕微鏡による活動の可視化の手技確立し、闘争における内側手綱核の活動の変化を観察する。
すべて 2017 2016 その他
すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件) 備考 (2件)
Science
巻: 352 ページ: 87-90
doi: 10.1126/science.aac9508.
Cell
巻: 167 ページ: 886-887
10.1016/j.cell.2016.10.037.
Current Biology
巻: 26 ページ: 2535-2542
10.1016/j.cub.2016.07.022.
http://www.brain.riken.jp/jp/faculty/details/37
http://dgr.brain.riken.jp
