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2018 年度 実績報告書

神経操作で探るおいしい香りを認識する脳内メカニズム

公募研究

研究領域多様な質感認識の科学的解明と革新的質感技術の創出
研究課題/領域番号 18H05005
研究機関福井大学

研究代表者

村田 航志  福井大学, 学術研究院医学系部門, 助教 (10631913)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード神経科学 / 食嗜好 / 嗅覚 / 嗅結節
研究実績の概要

おいしい食事は豊かな生活を送る上で欠かせないものであるが、おいしいものを食べたときの満足感を脳はどのようにして作り出すのかはまだよくわかっていない。私達が食べ物を食べるときに感じる風味・フレーバーは味覚だけではなく嗅覚、すなわち後鼻腔経路によってもたらされる匂いの感覚によっても形成される。本研究では「おいしさ」を摂食によってもたらされる報酬感と定義し、摂食行動を正に強化する報酬感をもたらす嗅覚神経回路をマウスを用いた神経科学実験により同定する。
これまでの研究で、マウスが嗜好性を獲得しやすいフレーバー飼料を摂食した際に活性化する神経回路として、嗅結節という嗅覚入力を受ける腹側線条体領域が見出された。嗅結節内で特に強い活性化が見られた神経細胞群は、前内側部のドーパミン受容体D1を発現する細胞だった。嗅結節前内側部D1発現ニューロンの活動が動物に誘引的な行動をもたらすかどうかを検証するために、まず光遺伝学による神経操作実験を行った。ウイルスベクターを用いてD1ニューロン特異的にチャネルロドプシンを発現させ、リアルタイム場所嗜好性試験において嗅結節前内側部D1ニューロンを操作すると、マウスは光による神経刺激を受けた環境に対して嗜好性を獲得することがわかった。現在は薬理遺伝学を用いた神経操作実験によって、嗅結節前内側部D1ニューロンの活動がマウスの飼料に対する嗜好性に与える影響を検討している。

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

光遺伝学を用いた神経操作実験では、嗅結節前内側部のD1ニューロンに加えてドーパミン受容体D2を発現するニューロンの機能についても検討した。リアルタイム場所嗜好性試験において嗅結節前内側部D2ニューロンを操作すると、マウスは光による神経刺激を受けた環境に対して嫌悪性を獲得した。この結果は、食べ物の風味がもたらす嫌悪性の形成に、嗅結節前内側部D2ニューロンの活動が関わる可能性を示唆するものである。今後はD1ニューロンに加えて、D2ニューロンの機能を検討する。

今後の研究の推進方策

薬理遺伝学を用いた神経操作実験を継続し、嗅結節前内側部のD1ニューロンとD2ニューロンの食嗜好性における機能を検討する。活性化型の人工受容体hM3Dqと抑制型の人工受容体hM4Diのそれぞれを使い分けて、食嗜好性・嫌悪性獲得における両ニューロン群の関与を検証する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Opposing roles of dopamine receptor D1- and D2-expressing neurons of the anteromedial olfactory tubercle in acquisition of place preference2019

    • 著者名/発表者名
      Koshi Murata, Tomoki Kinoshita, Yugo Fukazawa, Kenta Kobayashi, Akihiro Yamanaka, Takatoshi Hikida, Hiroyuki Manabe, and Masahiro Yamaguchi
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 13 ページ: 50

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2019.00050

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional development of olfactory tubercle domains during weaning period in mice2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Murofushi, Kensaku Mori, Koshi Murata, and Masahiro Yamaguchi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 13204

    • DOI

      10.1038/s41598-018-31604-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Involvement of the olfactory tubercle in odor-induced motivated behaviors in mice2018

    • 著者名/発表者名
      Koshi Murata
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マウス嗅結節の光刺激が場所嗜好性試験に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      村田航志、木下智貴、小林憲太、眞部寛之、深澤有吾、山口正洋
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会

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公開日: 2019-12-27  

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