神経活動操作による細胞成熟状態の変化と行動状態の関係解明

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K03151
• 研究機関: 藤田医科大学
• 研究代表者: 昌子 浩孝 藤田医科大学, 総合医科学研究所, 助教 (00466278)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 脳細胞成熟度 / 光遺伝学 / 化学遺伝学 / 神経活動イメージング / マウス

研究実績の概要

脳の神経細胞は、遺伝子改変や薬物投与、刺激負荷などの環境因子によってその成熟状態が双方向性に変化することがわかっている。しかしながら、脳の成熟状態の変化がどのような機能的役割を果たしているのかについては未だ不明である。そこで、本研究課題では、脳細胞の成熟状態変化に伴う脳機能の変化を明らかにするため、マウスを対象に、神経細胞の活動を操作することで細胞成熟状態を変化させ、それに伴って生じる脳神経細胞集団の活動状態および行動の変化を調べることを目的とした。本年度は、脳神経細胞の活動を活性化あるいは抑制するために光遺伝学的・化学遺伝学的技術を導入した。はじめに、化学遺伝学的手法により標的の神経細胞を活性化し、活動量や不安様行動、社会的行動、うつ様行動、学習・記憶などの各種行動を解析することによって、神経活動操作がどのような脳機能に影響を及ぼすのかを調べた。また、光遺伝学的手法により神経細胞を活性化しつつ同時に神経活動を可視化・定量可能なin vivoカルシウムイメージングシステムを導入し、実験条件の選定を進めた。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究課題を遂行するため光遺伝学的・化学遺伝学的技術およびin vivo神経活動イメージング技術を導入した。しかしながら、in vivoイメージングによる神経活動の測定についてはまだ安定的に行える状態には至っていないため、進捗が遅れる結果となった。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り、脳神経細胞の活動を操作しながら行動および神経活動の測定を試みる予定であり、そのために今後さらにin vivoイメージングによる測定技術や測定条件の最適化を図り、円滑な研究遂行を目指す。

次年度使用額が生じた理由

本年度は、光遺伝学的・化学遺伝学的技術とin vivo神経活動イメージング技術を導入し、実験条件の検討を行ったが、進捗の遅れにより未使用額が発生した。次年度は、この未使用額を活用し、脳細胞成熟状態の解析を行う予定である。