研究課題/領域番号 |
20K06909
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研究機関 | 福井大学 |
研究代表者 |
西住 裕文 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (30292832)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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キーワード | 発達期 / 嗅覚 / 刷り込み / 神経回路 |
研究実績の概要 |
マウスは個体や種の存続のために、嗅覚系を用いて、餌の探索や仲間の識別、天敵からの回避などの本能判断を下している。しかし、昨年までの当グループの研究から、幼少の臨界期に特定の匂いを嗅がせておくと、例えその匂いが先天的に忌避性の匂いであっても、好意的な匂いとして刷り込み記憶することが明らかとなった。そこで本年度は、幼少期の匂い暴露によって、脳内の神経回路にどのような影響が生じ、匂いの質感が変化するかについて、解明を試みた。 出産後に母親の乳首や腹に、忌避臭のある4-メチルチアゾール(4MT)を塗布しておくと、仔マウスは4MTに対して誘引行動を示すことが分かった。 刷り込みによって影響を受ける脳領域を特定するため、神経活動の指標となるc-fos遺伝子の発現をin situ hybridization法によって解析した。 その結果、4MTを含む忌避避的な匂い物質によって活性化される脳領域(室傍核PVN, 分界条床核BNST, 扁桃体中心核CeA)の活性化が、4MTの刷り込み記憶によって抑制されていることが判明した。 一方、報酬学習や意思決定に関わると考えられている領野(眼窩前頭皮質OFC)の活動が、4MTの刷り込み記憶によって新たに活性化されていることを見出した。 更に興味深いことに、4MTの刷り込みを行ったマウスは、化学構造上では全く似ていない別な不快臭(プロピオン酸; PPA)に対する忌避行動も抑制されていることを発見した。以上の知見は、仔マウスが生得的な質感に関わらず、生存のために様々な環境臭に順応できる能力を有していることを示唆している。
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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
マウスの嗅覚における刷り込みの仕組みについて、臨界期におけるセマフォリン7A (Sema7A)分子とプレキシンC1 (PlxnC1)分子の相互作用が重要であることを解明し、2021年3月末にeLifeへ論文として報告した。その後も、刷り込みによって影響を受ける脳領域を特定することに成功し、2021年7月に開催された日本神経科学会で口頭発表を行った。以上より、本研究は順調に進捗していると考えている。現在のところ、研究遂行に大きな支障はないので、最終年度に向けてもう一段ギアをあげ、研究成果を新たな論文にまとめることを目指す。
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今後の研究の推進方策 |
脳内のどこに刷り込み記憶が蓄えられているのか、また、刷り込み記憶が如何にして先天的な忌避回路を抑制しつつ、誘引行動を促すのかを解明する。そのためには、刷り込み学習後に抑制されるようになった脳領野(室傍核PVN, 分界条床核BNST, 扁桃体中心核CeA)や活性化されるようになった脳領野(眼窩前頭皮質OFC)の神経活動を、光遺伝学的手法や薬理学的手法を用いて人為的に操作することによって、マウスの忌避/誘引行動にどのような影響が生じるかを解析する。更に、蛍光トレーサーやレビスウイルスなどを用いて、神経回路の接続関係を明らかにし、忌避性の神経回路と誘引性の神経回路がどのように制御し合い、最終的な判断を下す仕組みの理解を目指す。
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次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた最大の理由は、新型コロナ禍の影響である。移動制限や大規模集会の禁止により、学会活動の多くが中止あるいはオンラインでの実施となったため、計画していた出張旅費等が大幅に減少した点が大きい。また、実験に使用する器具や試薬類、作製依頼した抗体などの納品が、スムーズに年度内に行われなかったものがある。前年度までの情勢を参考にしつつ、早めに研究費を執行しながら研究を推進し、得られた研究成果を最終年度内に論文としてまとめる努力をする。
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