2015 Fiscal Year Annual Research Report
疲労に抗して行動する意欲を維持する脳内機構の解明と食品によるその調節の可能性
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15H04500
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
井上 和生 京都大学, 農学研究科, 准教授 (80213148)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 動機 / 脳内自己刺激 / 脳報酬系 / 持久運動能力 / 栄養科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
I. ICSS (脳内自己刺激)を用いた疲労度測定法の最適化
ICSSのプロトコールとして、報酬電気刺激を受けるために要するレバー押し回数が任意の回数で固定であるfixed ratio法を用いたとき疲労負荷により応答がどのように変動するかを検討した。運動による疲労負荷で刺激を得るためのレバー押し回数を低く設定した場合には変動がなかったが、これを高く設定した場合にレバー押し行動が減弱することが観察された。しかしながらまだ例数が少ないため、さらに検討を行う。
II. 運動負荷時の側坐核ドーパミン(DA)動態のマイクロダイアリシスによる検討
自発的行動を行う動機の発生と維持に脳報酬系を構成する側坐核が重要な役割を果たすことが知られている。側坐核は機能的・解剖学的にコア部とシェル部に分けられる。本検討ではコア部でのDA濃度変動をマイクロダイアリシスにより測定した。その結果、シェル部と同様に走行時に細胞外液中DA濃度が上昇することが明らかとなった。シェル部でのDA濃度増大は走行終了後も持続するが、コア部では走行終了後に速やかに走行開始前と同じレベルに復帰した。
III. 動機の生成／維持に対して側坐核D1およびD2受容体が果たす役割の解明
上記IIより側坐核シェルとコアは運動時に異なる役割を果たすことが示唆された。そこで本年度はラット側坐核シェルに対してDA受容体阻害剤を微量投与し、走行にどのような影響を及ぼすか検討した。側坐核でのDA受容体は1型と2型があり、各々に対し特異的な阻害剤であるSCH23390、およびEticloprideを投与し、トレッドミル走行時間を測定した。対照として生理食塩水を投与されたラットに比べどちらの薬物も持久走行時間を有意に減少した。D2受容体阻害の方がD1受容体阻害に比べさらに持久走行時間が短くなる傾向を示したが、統計的な差はなかった。
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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
I. ICSS (intracranial self-stimulation, 脳内自己刺激)を用いた疲労度測定法の最適化：検討予定のICSSプロトコールのうちFixed ratio法について実験を行った。疲労度測定について一定の示唆を得たが、例数が少なく、さらに検討を要する。
II. 運動負荷時の側坐核ドーパミン(DA)動態のマイクロダイアリシスによる検討：側坐核シェル部およびコア部での運動時のDA作動性投射の動態を明らかにした。本項目について当初の計画は達成されたと考える。
III. 動機の生成／維持に対して側坐核D1およびD2受容体が果たす役割の解明：側坐核シェル部へのD1RおよびD2R阻害剤の投与が持久運動の維持に及ぼす影響について明らかにした。これにより本項目の本年度計画部分については概ね達成されたと考える。
光遺伝学的手法を用いた検討についてはオプシンをDA作動性神経に発現させた組換えマウスの繁殖に取り組んでいる状態で、実験に十分な数を供するには不十分であり、現時点では達成が不十分である。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度計画については行動および薬理学的検討については概ね順調に遂行できたが、ICSSに供するラットの手術に問題があり、十分な例数を得ることができていないため、手術の正確性についてさらにトレーニングを重ねる。
課題「II. 運動負荷時の側坐核ドーパミン(DA)動態のマイクロダイアリシスによる検討」について、トレーニングによって持久運動能力を高めたラットについても同様の検討を行う。
また光遺伝学的手法に用いる動物の繁殖についても十分な数が得られるよう検討する。
さらに課題I「V. 食品によって抗疲労・疲労回復効果が認められるものは動機の維持に寄与するか」について候補物質としてカフェインを追加し、検討を行う。
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