| 研究課題/領域番号 |
18J12572
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
吉田 慶多朗 慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| キーワード | 腹側海馬 / ファイバーフォトメトリー / 忌避行動 / ストレス |
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| 研究実績の概要 |
本申請課題では、生理的条件下の忌避行動およびストレス負荷時の忌避行動における腹側海馬の役割を明らかにすることである。初年度の研究目的は、生理的条件下の忌避行動における腹側海馬の役割の解明を目的とした。まず最初に、忌避行動中の腹側海馬の活動観察を行った。忌避行動の評価系には忌避オペラント課題を用いた。この課題は、嫌悪刺激回避とレバー押しを動機付けしたオペラント課題である。忌避行動オペラント課題中の活動観察は、ファイバーフォトメトリー法による集団カルシウム計測系を用いた。海馬特異的にカルシウム蛍光プローブを発現する遺伝子改変マウスを用い、このマウスの腹側海馬に光ファイバーを留置することで、腹側海馬からの活動計測を行った。その結果、レバーを押している間、腹側海馬の活動抑制が持続することが分かった。この結果を「Nature Neuroscience」誌に発表した。
次に、課題中に腹側海馬から側坐核へ投射する神経細胞の観察を行った。マウスの腹側海馬にカルシウム蛍光プローブ配列を持つアデノ随伴ウイルスベクターを注入した。これにより、腹側海馬の細胞体およびその軸索にカルシウム蛍光プローブが発現する。このマウスの側坐核に光ファイバーを留置することで、腹側海馬から側坐核へ投射する神経軸索末端のカルシウム活動を捉えることができる。これを利用して、忌避オペラント課題時に腹側海馬から側坐核へ投射する神経活動の観察を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究では、忌避行動の評価として嫌悪刺激回避とレバー押しを動機付けしたオペラント課題を用いた。レバー押しはマウスが生得的に行う行動ではないため、目の前にレバーがあってもまず押すことはない。そこで、嫌悪刺激回避とレバー押しを動機付けするために２つの訓練課題を経て学習させた。まず、餌報酬で動機付けして、レバー押しを学習させる。このとき、レバーの提示と同時に警告音が鳴り、レバー押しと同時に警告音が消失する手続きにする（訓練課題①）。その後、レバー押しの提示なしに、警告音の後に10秒間の電気ショックを与える（訓練課題②）。これにより、レバーと警告音を同時に提示したときに、マウスは訓練課題①でレバー押しと警告音の消失が同期することを想起し、電気ショックを回避するためにレバーを押すようになる。この課題の完成により、忌避行動の評価を行うことができるようになった。さらに、ファイバーフォトメトリー法によるカルシウム観察と組み合わせることで、忌避行動における腹側海馬の活動パターンを明らかにすることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
行動課題とファイバーフォトメトリーによるカルシウム活動計測系が確立できたので、初年度に引き続き、忌避行動オペラント課題中に腹側海馬－側坐核回路活動の観察を推進していく。次に、慢性ストレス負荷による忌避行動変容と腹側海馬－側坐核回路の活動異常の関係を明らかにする実験に取り組む。具体的には、オペラント行動の学習後に、ストレスホルモンであるコルチコステロンを飼育時の飲み水に混ぜて4週間慢性投与する。これにより、忌避行動がどのように変化するか、これに伴い腹側海馬－側坐核回路の活動がどのように変化するか観察する予定である。
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