運動に対するモチベーションの形成・維持の神経機構の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究領域: 「意志動力学（ウィルダイナミクス）の創成と推進」に関する総合的研究
• 研究課題/領域番号: 19H05013
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 金田 勝幸 金沢大学, 薬学系, 教授 (30421366)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: モチベーション / 運動 / セロトニン / 報酬系 / アディクション

研究実績の概要

本研究では、マウスがランニング・ホイール（RW）を好んで回転させる特性に着目し、運動に対するモチベーションの形成、維持機構を細胞・シナプスレベルから動物個体レベルで明らかにすることを目指す。本年度は以下の成果を得た。
昨年度の検討から、セロトニン（5-HT）の2Cおよび2Aアンタゴニスト全身投与によってRW回転数は減少し、一方、1Aアンタゴニストによって回転数が増加することを見出しており、また、これらの作用は運動機能全般の低下あるいは上昇によらないことを確認している。そこで本年度は，これらの受容体アンタゴニストのうち、2C受容体アンタゴニストの作用部位を検討した。RW回転に伴い側坐核（NAc）において神経活動が上昇することから、NAcに2C受容体アンタゴニストを局所投与したところ、運動機能に影響を与えることなく、RW回転数を減少させることを見出した。そこで次に、NAc神経細胞の活動を抑制性DREADDを用いて抑制したところ、RW回転数が減少する傾向が認められた。さらに、インビトロスライス標本においてNAc中型有棘細胞からホールセルパッチクランプ記録を行ったところ、2Cアゴニストのバス適用により、神経活動が上昇する傾向が観察された。また、RW回転を行ったマウスのNAcニューロンからホールセル記録を行ったところ、腹側被蓋野に投射すると考えられるニューロンにおいてシナプス可塑性が誘導される可能性を示すデータが得られた。以上の結果より、RW回転運動に対するモチベーションにはNAcでの5-HT遊離によるNAcニューロンの活性化、および、NAcニューロンの可塑的変化が関与することが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Nicotine enhances firing activity of layer 5 pyramidal neurons in the medial prefrontal cortex through inhibition of Kv7 channels. (2021)
  • 著者名/発表者名: Izumi S, Domoto M, Esaki H, Sasase H, Nishitani N, Deyama S, Kaneda K
  • 雑誌名: Biological and Pharmaceutical Bulletin, 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of 5-HT1A receptor-mediated serotonergic transmission in the medial prefrontal cortex in acute restraint stress-induced augmentation of rewarding memory of cocaine in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Chu Jinling、Deyama Satoshi、Li Xueting、Motono Mei、Otoda Atsuki、Saito Atsushi、Esaki Hirohito、Nishitani Naoya、Kaneda Katsuyuki
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 743 ページ: 135555～135555
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2020.135555
  • 査読あり
• [雑誌論文] Noradrenaline enhances the excitatory effects of dopamine on medial prefrontal cortex pyramidal neurons in rats (2020)
  • 著者名/発表者名: Shinohara Fumiya、Arakaki Saya、Amano Taiju、Minami Masabumi、Kaneda Katsuyuki
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacology Reports 巻: 40 ページ: 348～354
  • DOI: 10.1002/npr2.12135
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differential sensitivity to detect prosocial effects of 3,4‐methylenedioxymethamphetamine (MDMA) in different social approach paradigms in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Mukai Satoko、Nakada Sao、Kamada Hikari、Yaguchi Ryuma、Deyama Satoshi、Kaneda Katsuyuki
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacology Reports 巻: 40 ページ: 297～301
  • DOI: 10.1002/npr2.12124
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neural mechanisms underlying stress-induced enhancement of cocaine craving behaviors (2020)
  • 著者名/発表者名: Kaneda Katsuyuki、Deyama Satoshi、Li Xueting、Zhang Tong、Sasase Hitoki
  • 雑誌名: Folia Pharmacologica Japonica 巻: 155 ページ: 135～139
  • DOI: 10.1254/fpj.19147
  • 査読あり
• [学会発表] マウスのランニングホイール回転運動に対するモチベーション調節の神経機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: 二井谷 和平、張 たん、二見 優作、西田 涼馬、笹瀬 人暉、泉 翔馬、西谷 直也、出山 諭司、金田 勝幸
  • 学会等名: 日本薬学会第141年会 リモート
• [学会発表] ランニングホイールを用いた行動に対するモチベーション形成・維持の神経機構の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: Tong Zhang,二見優作,二井谷和平, 徳村和也,西谷直也、出山諭司,金田勝幸
  • 学会等名: 第50回日本神経精神薬理学会・第42回日本生物学的精神医学会・第4回日本精神薬学会合同年会（NPBPPP2020）
• [学会発表] セロトニンによるマウスのランニングホイール回転運動に対するモチベーションの調節機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 二井谷 和平、張 たん、二見 優作、西田 涼馬、笹瀬 人暉、泉 翔馬、 西谷 直也、出山 諭司、金田 勝幸"
  • 学会等名: 第138回日本薬理学会近畿部会
• [備考] 金沢大学医薬保健研究域薬学系 薬理学研究室
  • URL: http://www.p.kanazawa-u.ac.jp/~yakuri/index.html