| 研究課題/領域番号 |
21J20478
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
秦 俊陽 筑波大学, 人間総合科学学術院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| キーワード | ビタミンB1誘導体 / 自発運動 / ドーパミン / ノルアドレナリン / 前頭前皮質 / 青斑核 |
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| 研究実績の概要 |
運動・身体活動は、その心身への有益性から健康長寿社会の実現に向けて注目されている。一方で、運動・身体活動を日々継続することは簡単ではない。よって、運動・身体活動の内発的な実施を促進する方略開発とその要因解明は重要である。所属研究室はラットへのビタミンB1誘導体（フルスルチアミン：TTFD）投与が、自発的な運動量を増加させることを明らかとし、その背景に内側前頭前皮質（mPFC）におけるドーパミン放出増加が関与することを報告（Saiki et al., 2018）、活動意欲向上剤として社会提案している（特許6420797）。この神経機構として、主要なドーパミン神経である腹側被蓋野（VTA）や、ノルアドレナリン神経であり、近年ドーパミン産生も担うことが新たに注目されている青斑核（LC）の関与が想定されるが、詳細は不明である。
採用後から初年度（令和２年度後期から令和３年度）にかけては実験計画に従い、TTFDで活性化する脳幹部モノアミン神経核を蛍光免疫組織化学染色法により同定し、VTA、L Cおよび、セロトニン神経である背側縫線核がTTFD投与で活性することが判明した。続いてそれらのmPFCへの神経入力を逆行性トレーサーにより明らかにし、TTFD誘発性自発運動の神経機構として、LC-mPFCカテコラミン系の関与を突き止めた。これらの成果から、TTFD投与によって活性しmPFCにドーパミンを供給しているのは、当初予想していたVTAではなく、LCであることが示唆された。現在は電気生理学手法を用いた脳波測定・神経活動評価に取り組んでおり、いくつかのサンプルが得られ、解析中である。
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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
採用後から初年度（令和２年度後期から令和３年度）にかけては実験計画に従い、TTFD単回投与で活性化するモノアミン神経核の同定および、それらがmPFCへ神経入力しているかを蛍光免疫組織化学染色法により検証した。TTFD投与100分後に灌流固定を施し、摘出した脳から前額断切片を作成、ドーパミン産生を担うTH陽性神経細胞もしくはセロトニン産生を担う5-HT陽性神経細胞、および神経活性マーカーであるc-Fosをそれぞれ染色した。c-Fos/THもしくはc-Fos/5-HT二重陽性細胞数を定量したところ、TTFD投与によって活性するのはVTA、LCおよびセロトニン神経である背側縫線核であることが判明した。続いて、TTFD単回投与で活性するモノアミン神経細胞がmPFCに入力しているかを逆行性神経トレーサー（Retrobeads: RB）を用いて検証した。同様のプロトコルを用いてc-Fos/RB/THもしくはc-Fos/RB/5-HT三重陽性細胞数を定量した結果、LCにおいてのみTTFD投与によって有意に増加することが明らかとなり、その他のモノアミン神経細胞では有意な変化は確認されなかった。これらの成果から、TTFD投与によって活性しmPFCにドーパミンを供給しているのは、当初予想していたVTAではなく、LCであることが示唆され、TTFD誘発性自発運動の神経機構として、LC-mPFCカテコラミン系の関与を突き止めた。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究結果から、TTFDはLC-mPFCカテコラミン系を介して自発運動を誘発していることが示唆された。令和4年度ではLCに着目し、LCの神経活動を抑制した際のTTFD誘発性自発運動への影響を検証する。さらに、自発運動中のLCおよびmPFCの局所フィールド電位を電気生理学手法を用いて測定することで、神経活動の質的変化や同調性を評価し、TTFD誘発性自発運動に関与するLC-mPFC系の働きを明らかにする。
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