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特定の嗅覚神経回路を、Cre-loxP系を用いた特異的なジフテリア毒素遺伝子断片の発現によって除去した、各種「部分的な嗅覚神経回路の改変マウス」を作製した。具体的には、嗅細胞特異的に発現するOMP遺伝子のプロモーターを用いて、嗅細胞特異的かつCre組換え酵素が存在する条件でのみジフテリア毒素A断片遺伝子が発現誘導されるノックインマウス(OMP-STOP-DTA)を作製した。嗅上皮の背側ゾーン特異的に発現するO-MACS遺伝子のプロモーターを用いてCre組換え酵素、または、タモキシフェン誘導型のCre組換え酵素を発現するノックインマウスを作製した。続いて、嗅上皮では腹側ゾーン特異的に発現するOCAM遺伝子のプロモーターと、嗅上皮では一部の嗅細胞で特異的に発現するNeuropilin1またはNeuropilin2のプロモーターを用いてCre組換え酵素を発現するノックインマウスを作製した。これらの特異的にCre組換え酵素を発現するノックインマウスとOMP-STOP-DTAマウスを掛け合わせることで、部分的な嗅覚神経回路の改変マウスを作製した。
これら変異マウスの匂い分子に対する行動解析の結果と、匂い分子が活性化する糸球のイメージング解析の結果を合わせることで、嗅球の背側ドメイン内のそれぞれ異なる位置に存在する嗅覚神経回路によって、匂い分子に対する恐怖情動や行動に加え、各種の社会コミュニケーションを司る情動や行動が先天的に制御されていることが明らかになった。本研究の成果によって、匂いに対する多様な情動や行動を制御する神経メカニズムを特異的な嗅覚神経回路の機能に基づいて解明する方法が確立した。
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