研究課題
本研究の目的は、心理ストレスが自律神経系などの生体恒常性維持システムに作用する脳内神経回路を個体レベルの実験系を通じて解析し、解明することである。研究代表者は以前に、ストレス性自律生理反応の惹起を担う、視床下部背内側部から交感神経系への神経伝達路を解明した。昨年度は、研究代表者らが新規に確立した、特定の脳領域間を連絡する投射ニューロンを特異的にin vivoで光操作する技術などを駆使し、視床下部背内側部へストレス信号を入力する脳領域として、大脳皮質系の一部と大脳辺縁系の一部を特定した。これらの上位の脳領域から視床下部背内側部への神経投射を特異的に光刺激すると熱産生反応が惹起された。また、この上位の脳領域に薬物注入を行うことで神経活動を抑制すると心理ストレスによる熱産生反応と体温上昇が抑制された。今年度は、これらの上位脳領域から視床下部背内側部への神経伝達が心理ストレスを受けたときにどのように活動するかを、組織化学的な手法を用いて解析した。その結果、ラットに社会的敗北ストレスを与えると、これらの上位脳領域から視床下部背内側部への神経伝達が活性化されることがわかった。これらの実験結果は、心理ストレス性自律生理反応の惹起において視床下部背内側部へストレス信号を入力する上位の脳領域を直接機能的に同定することに初めて成功したものである。本研究の成果は、高次精神機能が恒常性維持機構に影響を及ぼすメカニズムの核心部についての知見を与えるだけでなく、様々なストレス疾患の病態解明にも貢献しうるものである。
2: おおむね順調に進展している
本研究の主目的は、高次脳領域から恒常性維持に関わる視床下部領域へのストレス神経伝達メカニズムを解明することであるが、光遺伝学などの最新技術を駆使することで、新規の神経伝達路を明らかにすることができた。今年度も、この発見した新規神経伝達路がストレスによって活性化されることを見出し、この神経伝達路が心理ストレス性自律生理反応の発現に機能することが強く証明されつつある。一方、光遺伝学を利用した神経活動の光操作実験の一部で対象とする神経細胞が予想外に特殊な性質を有することが分かったため、実験例数を増やすのに時間がかかっており、本研究の実施を1年延長する必要が生じた。以上の状況に鑑み、本研究はおおむね順調に進展していると判断する。
視床下部背内側部へストレス信号を入力する上位の脳領域とその神経連絡についての枠組みを明らかにすることができたので、今後は、その神経伝達に関わる神経伝達物質やニューロン群の組織化学的特徴などの詳細な解析を行うとともに、論文発表に向けて実験例数を増やすなどしてデータをまとめていきたい。
神経細胞の光操作実験に必要な光照射実験の検討実験において、対象とする脳領域の神経細胞が特殊な性質を有することが分かり、検討実験に予想以上の時間がかかってしまった。そのため、光操作の本実験の開始が当初の予定よりも遅れてしまったため。
光操作実験に必要な消耗品・試薬・実験動物の購入費用、成果発表のための旅費、論文投稿料に使用する予定である。
すべて 2016 2015 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 14件) 図書 (3件) 備考 (2件)
PLoS One
巻: 11 ページ: e0150756
10.1371/journal.pone.0150756
Temperature
巻: 2 ページ: 352-361
10.1080/23328940.2015.1070944
Brain and Nerve
巻: 67 ページ: 1205-1214
https://www.med.nagoya-u.ac.jp/physiol2/
https://www.med.nagoya-u.ac.jp/physiol2/english.html
