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2020 年度 実績報告書

認知学習と精神疾患における大脳基底核神経回路機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H02542
研究機関大阪大学

研究代表者

疋田 貴俊  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (70421378)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード精神疾患 / 大脳基底核 / 社会的孤立 / 遺伝-環境相互作用 / ドーパミン
研究実績の概要

本課題は多くの精神疾患でみられる認知行動障害の神経基盤の解明を目的とした。そこで複数の精神疾患モデルマウスの認知行動障害を解析した。まず、精神疾患との関与が示唆されているKPNA1遺伝子を遺伝要因として、Kpna1ノックアウトマウスの行動解析を行った。Kpna1ノックアウトマウスは新規物体認識試験での認知障害を示した。さらにKpna1ノックアウトマウスに生後5週齢から8週齢にかけての社会的孤立ストレスを加えることによって、抑制性回避試験での忌避行動の障害とプレパルスインヒビション試験における感覚運動ゲーティング障害を呈した。同様にDISC1変異マウスにおいても、社会的孤立ストレスや高スクロースストレスの付加により、プレパルスインヒビション試験における感覚運動ゲーティング障害を示した。これらから、精神疾患で見られる認知行動障害における遺伝-環境相互作用が明らかとなった。これらの認知行動には大脳皮質ー大脳基底核神経回路が深く関わっていることが知られている。その神経回路機構を明らかにするために、認知行動中のマウスにおいて、大脳基底核の中で認知行動に関連する神経核である側坐核の主要細胞である直接路細胞と間接路細胞のそれぞれに特異的に神経活動をカルシウムイメージングにより可視化するシステムを確立した。今後、本実験システムを用いて、精神疾患モデルマウスで見られる認知行動障害につながる大脳基底核神経回路病態が明らかになることが期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] トロント大学/ブリティッシュ・コロンビア大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      トロント大学/ブリティッシュ・コロンビア大学
  • [国際共同研究] ジョンズ・ホプキンス大学/ソーク研究所/マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ジョンズ・ホプキンス大学/ソーク研究所/マサチューセッツ工科大学
    • 他の機関数
      2
  • [雑誌論文] Trends in big data analyses by multicenter collaborative translational research in psychiatry2022

    • 著者名/発表者名
      Onitsuka Toshiaki、Hirano Yoji、Nemoto Kiyotaka、Hashimoto Naoki、Kushima Itaru、Koshiyama Daisuke、Koeda Michihiko、Takahashi Tsutomu、Noda Yoshihiro、Matsumoto Junya、Miura Kenichiro、Nakazawa Takanobu、Hikida Takatoshi、Kasai Kiyoto、Ozaki Norio、Hashimoto Ryota
    • 雑誌名

      Psychiatry and Clinical Neurosciences

      巻: 76 ページ: 1~14

    • DOI

      10.1111/pcn.13311

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vrk2 deficiency elicits aggressive behavior in female zebrafish2022

    • 著者名/発表者名
      Umeda Ryohei、Teranishi Hitoshi、Hada Kazumasa、Shimizu Nobuyuki、Shiraishi Hiroshi、Urushibata Hirotaro、Lai Shaohong、Shide Masahito、Carrasco Apolinario Magdeline E.、Higa Ryoko、Shikano Kenshiro、Shin Toshitaka、Mimata Hiromitsu、Hikida Takatoshi、Hanada Toshikatsu、Hanada Reiko
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 27 ページ: 254~265

    • DOI

      10.1111/gtc.12924

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulation of sensorimotor gating via Disc1/Huntingtin-mediated Bdnf transport in the cortico-striatal circuit2022

    • 著者名/発表者名
      Jaaro-Peled H、Kumar S、Hughes D、Sumitomo A、Kim S-H、Zoubovsky S、Hirota-Tsuyada Y、Zala D、Bruyere J、Katz BM.、Huang B、Flores R、Narayan S、Hou Z、Economides AN、Hikida T、Wetsel WC、Deisseroth K、Mori S、Brandon NJ、Tanaka M、Ishizuka K、Houslay MD、Saudou F、Dzirasa K、Sawa A、Tomoda T
    • 雑誌名

      Molecular Psychiatry

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41380-021-01389-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Importin α1/KPNA1 deletion and adolescent social isolation stress on psychiatric disorder-associated behaviors in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Koki、Itou Taichi、Morita Makiko、Kasahara Emiko、Moriyama Tetsuji、Macpherson Tom、Ozawa Takaaki、Miyamoto Yoichi、Yoneda Yoshihiro、Sekiyama Atsuo、Oka Masahiro、Hikida Takatoshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 ページ: e0258364

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0258364

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-sucrose diets contribute to brain angiopathy with impaired glucose uptake and psychosis-related higher brain dysfunctions in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Hirai S、Miwa H、Tanaka T、Toriumi K、Kunii Y、Shimbo H、Sakamoto T、Hino M、Izumi R、Nagaoka A、Yabe H、Nakamachi T、Shioda S、Dan T、Miyata T、Nishito Y、Suzuki K、Miyashita M、Tomoda T、Hikida T、Horiuchi J、Itokawa M、Arai M、Okado H
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 ページ: eabl6077

    • DOI

      10.1126/sciadv.abl6077

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Parallel and hierarchical neural mechanisms for adaptive and predictive behavioral control2021

    • 著者名/発表者名
      Macpherson Tom、Matsumoto Masayuki、Gomi Hiroaki、Morimoto Jun、Uchibe Eiji、Hikida Takatoshi
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 144 ページ: 507~521

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2021.09.009

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Natural and Artificial Intelligence: A brief introduction to the interplay between AI and neuroscience research2021

    • 著者名/発表者名
      Macpherson Tom、Churchland Anne、Sejnowski Terry、DiCarlo James、Kamitani Yukiyasu、Takahashi Hidehiko、Hikida Takatoshi
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 144 ページ: 603~613

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2021.09.018

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exosc2 deficiency leads to developmental disorders by causing a nucleotide pool imbalance in zebrafish2020

    • 著者名/発表者名
      Yatsuka Hiroyuki、Hada Kazumasa、Shiraishi Hiroshi、Umeda Ryohei、Morisaki Ikuko、Urushibata Hirotaro、Shimizu Nobuyuki、Sebastian Wulan Apridita、Hikida Takatoshi、Ishitani Tohru、Hanada Reiko、Shimada Tatsuo、Kimoto Kenichi、Kubota Toshiaki、Hanada Toshikatsu
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 533 ページ: 1470~1476

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.10.044

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chemogenetic Suppression of the Subthalamic Nucleus Induces Attentional Deficits and Impulsive Action in a Five-Choice Serial Reaction Time Task in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nishioka Tadaaki、Hamaguchi Kosuke、Yawata Satoshi、Hikida Takatoshi、Watanabe Dai
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 14 ページ: 38

    • DOI

      10.3389/fnsys.2020.00038

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cocaine has some effect on neuromedin U expressing neurons related to the brain reward system2020

    • 著者名/発表者名
      Anan Madoka、Higa Ryoko、Shikano Kenshiro、Shide Masahito、Soda Akinobu、Carrasco Apolinario Magdeline E.、Mori Kenji、Shin Toshitaka、Miyazato Mikiya、Mimata Hiromitsu、Hikida Takatoshi、Hanada Toshikatsu、Nakao Kazuwa、Kangawa Kenji、Hanada Reiko
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 6 ページ: e03947

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e03947

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neurotransmission through dopamine D1 receptors is required for aversive memory formation and Arc activation in the cerebral cortex2020

    • 著者名/発表者名
      Saito Nae、Tainaka Kazuki、Macpherson Tom、Hikida Takatoshi、Yamaguchi Shun、Sasaoka Toshikuni
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 156 ページ: 58~65

    • DOI

      10.1016/j.neures.2020.04.006

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Diverse activity patterns of medium spiny neurons in the nucleus accumbens in reward and aversion.2022

    • 著者名/発表者名
      疋田貴俊、マクファーソン トム
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Homeostatic regulation of neural circuit mechanisms in flexible cognitive behavior and psychiatric disorders.2022

    • 著者名/発表者名
      疋田貴俊
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 腹側淡蒼球のドーパミンの役割2021

    • 著者名/発表者名
      疋田貴俊
    • 学会等名
      第17回COCORO会議、第17回脳表現型の分子メカニズム研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Distinct Roles of Dopamine D1 and D2 Receptor-expressing Neurons in the Nucleus Accumbens for a Strategy Dependent Decision Making.2021

    • 著者名/発表者名
      Tadaaki Nishioka, Tom Macpherson, Kosuke Hamaguchi, Takatoshi Hikida.
    • 学会等名
      Neuroscience 2021, 50th Annual meeting of Society for Neuroscience
    • 国際学会
  • [学会発表] Distinct Roles of Dopamine D1 and D2 Receptor-expressing Neurons in the Nucleus Accumbens for a Strategy Dependent Decision Making.2021

    • 著者名/発表者名
      Tadaaki Nishioka, Tom Macpherson, Kosuke Hamaguchi, Takatoshi Hikida.
    • 学会等名
      60th Annual Meeting of the American College of Neuropsychopharmacology
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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