随意運動調節における前頭皮質と大脳基底核の機能連関の解析

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18500244
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 福島県立医科大学
• 研究代表者: 八十島 安伸 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (00273566)
• キーワード: 前頭前皮質 / 視床下核 / ドーパミン伝達 / 運動量 / ドーパミン受容体

研究概要

大脳基底核による随意運動の制御機構に対して大脳皮質、特に前頭皮質からの入力がどのような機能を有しているのかを、マウスにおけるドーパミン系薬物(メタンフェタミン、METH)の皮下投与により誘導される運動亢進を実験モデル系として検討した。先ず、マウスにおいても前頭前皮質から、大脳基底核の構成核である視床下核に直接の投射(ハイパー直接路)があるかどうかを、順行性および逆行性神経標識実験によって検索したところ、C57BL/6Jマウスにおいてもラットなどと同様にそのようなハイパー直接路は存在することを確認した。薬物誘導性運動に対するハイパー直接路の機能を調べるために、覚醒マウスの前頭前皮質の機能をGABAA受容体の作動薬であるムシモールの微量注入によって抑制すると、METH誘導性の運動亢進は有意に減弱した。この際に、視床下核の活動性をc-fos遺伝子発現を神経活動のマーカーとして用いて評価したところ、視床下核ではc-fos発現も対照群に比べて有意に減弱していた。前頭前皮質はMETHの投与によって有意に活性化することから、前頭前皮質のドーパミン伝達をドーパミンD1もしくはD2受容体の遮断剤を局所注入して阻害したところ、METH投与によって誘導される運動亢進も視床下核の活動亢進もそれらの受容体阻害剤によって有意に減少した。以上のことから、METHなどのドーパミン誘導性運動の調節には、ドーパミンD1ならびにD2受容体の活性化に媒介された前頭前皮質の活性化と、そこからの興奮性入力によって活性化される視床下核の活性化が促進的に機能すると示唆される。今後は、前頭前皮質から視床下核に入力するグルタミン酸性伝達の役割や、そのハイパー直接路の機能を他の神経回路から分離して解析する計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Differential activation of anterior and midline thalamic nuclei following retrieval of aversively nmotivated learning tasks. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasoshinma, Y., Scott, T.R., Yamamoto, T.
  • 雑誌名: Neuroscience doi:10.1016/j.neuros cience.2007.02.044(印刷中)
• [雑誌論文] Acute suppression, but not chronic deficiency, of c-fos gene expression impairs long-term memory in aversive taste learning. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yasoshima, Y., Sako, N., Senba, E., Yamamoto, T.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United states of America 103・18 ページ: 7106-7111
• [雑誌論文] Decline of striatal dopamine release in parkin-deficient mice shown by ex vivo autoradiography. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sato, S., Chiba, T., Nishiyama, S., Kakiuchi, T., Tsukada, H., Hatono, T., Fukuda, T., Yososhima, Y., et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 84 ページ: 1350-1357
• [雑誌論文] Memory-dependent c-Fos expression in the nucleus accumbens and extended amygdala following the expressin of a conditioned taste aversive in the rat. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yasoshima, Y., Scott, T.R., Yamamoto, T.
  • 雑誌名: Neuroscience 141・1 ページ: 35-45
• [雑誌論文] 綿条体のドーバミン神経伝達による行動制御機構 (2006)
  • 著者名/発表者名: 八十島安伸, 小林和人
  • 雑誌名: 実験医学増刊号 : 感覚受容から認知、記憶・行動までの脳の機能研究の新展開 分子・細胞・システムレベルからの統合的解明 24 ページ: 75(2285)-83(2293)
• [図書] Neural mechanisms of conditioned taste aversion as seen by electrophysiological experiments. In : Neural Plasticity and Memory : From genes to brain imaging, Federico Bermudez-Rattoni(ed.) (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, T., Yasoshima, Y.
  • 総ページ数: 16(113-128)
  • 出版者: CRC Press (Boca Raton, Florida, USA)