2015 Fiscal Year Annual Research Report
ストレス対処行動におけるモノアミン制御経路の障害と回復
| Project Area | Mechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation |
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| Project/Area Number |
26112010
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
相澤 秀紀 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 教授 (80391837)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相田 知海 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (50540481)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | ストレス / 機能シフト / モノアミン / ドーパミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の３つの項目について実施した。１）ドーパミン制御経路の障害を引き起こす遺伝子改変技術の開発。線条体や手綱核はドーパミン神経細胞の興奮性制御に関与する事が知られている一方、これらの領域の神経細胞はドーパミン受容体を介してフィードバック制御されている可能性が高い。このような神経回路の障害や生理機能を明らかにするため、小林班及び伊佐班と連携してアデノ随伴ウイルスを用いてCas9及びドーパミン受容体を標的とするguide RNAを線条体神経細胞へ導入したところ、ドーパミン受容体D１蛋白質の持続的な減少を免疫組織化学で確認した。D２など他のドーパミン受容体蛋白質の発現は変化を示さず、guide RNAを発現しないベクターではD１蛋白質の減少が観察されない事から、本遺伝子改変技術の高い遺伝子特異性が示唆された。２）自由行動下のマウスにおける細胞外ドーパミン放出の高速測定法の確立。ストレス対処行動におけるドーパミン放出の動態を明らかにするため、慢性的に埋込可能なカーボンファイバ電極を開発し、ボルタンメトリおよび主成分分析法を組み合わせた電気化学的測定技術を確立した。ドーパミン作動性神経線維を含む内側前脳束を電気刺激した際の腹側線条体におけるドーパミン放出をボルタンメトリ及び従来法であるマイクロダイアリシス法で同時に検討したところ、同期した細胞外ドーパミン濃度の上昇を確認しており、ボルタンメトリ法の妥当性が証明された。３）尾懸垂試験におけるドーパミン放出の動態。上記のように新たに開発された技術を応用し、尾懸垂試験において 受動的対処行動（無動）及び能動的対処行動（もがき）を示すマウスの腹側線条体におけるドーパミン放出を測定した。対処行動のシフト時にドーパミン放出の減少が頻繁に観察され、急性ストレス下におけるドーパミン神経伝達が対処行動の制御に関与する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでにストレス対処行動を担うドーパミン制御経路として手綱核神経回路を同定しており、本年度開発した遺伝子改変技術を用いてこれらの神経経路の特異的な遺伝子改変が可能になった。また、計画していたドーパミン放出の高速測定技術の開発に成功し、自由行動下の動物へ応用できたことはストレス対処行動におけるモノアミン制御経路の役割を明らかにする上で大きな前進と考えられる。ただし、測定可能な行動試験は未だ限定的であり、様々な環境でモノアミン測定を可能にするさらなる技術開発が必要である。これらの理由から本年度の研究目的の達成度は「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は新たな遺伝子改変ベクターの開発に進展が見られたものの、分子生物学的及び生化学的な定量解析は未だ準備的な段階にあり、来年度に取組む予定である。また、本年度の研究成果により自由行動下マウスにおけるドーパミン放出の測定が可能となっており、同技術を用いて急性及び慢性ストレスによる行動障害およびその回復過程におけるドーパミン神経伝達の役割を明らかにする。
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