2017 Fiscal Year Annual Research Report
Neural circuit mechanisms for regulation of social conflicts
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16H06317
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
岡本 仁 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (40183769)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 社会的闘争 / 手綱核 / 脚間核 / 縫線核 / アセチルコリン / サブスタンス P / ゼブラフィッシュ / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ゼブラフィッシュを使って社会的闘争において勝者と敗者の振る舞いを制御する背側手綱核の外側亜核と内側亜核から、脚間核の背側と腹側への投射の役割を知るために、この経路への入力を調べた。その結果、視床下部のオレキシン陽性の神経細胞から、脚間核への入力を発見した。さらに、ゼブラフィッシュを飢餓状態に追いやった後に社会的上下関係を決める戦いに臨ませると、飢餓魚は負けないことを発見し、このような魚では、手綱核から脚間核への興奮伝播の様式が、勝負をする前から勝者の様式になっていることを確認した。また、敗者の電波の様式の確立には、アセチルコリンとグルタミン酸を共に神経伝達物質とする神経経路が関与すると考えられる。脚間核を含むスライスを使った実験で、手綱核と脚間核の間のシナプスで、ニコチンの投与によって、 AMPA受容体を介した神経伝達が増強することを発見し、これが、α４型ニコチン性アセチルコリン受容体を介したGluA1受容体の表出の増加によることを発見した。
マウスでは、正中縫線核を起点としてTRIO法による解析を行った。その結果、正中縫線核のセロトニン神経細胞は、脚間核の神経細胞を介して、内側手綱核の腹側部のアセチルコリン神経細胞と結合していること、脚間核から正中縫線核への入力が、抑制性であることを確認した。さらに、抑制性のDREADDによるを正中縫線核のセロトニン神経細胞を抑制すると、マウスが敗者として振舞うことを発見した。
さらに、脚間核の各部位がどこに投射するのかを、準行性と逆行性の両方の手法で調べた。その結果、内側手綱核の腹側部のアセチルコリン神経細胞と結合している脚間核の中央と吻側の部位は、正中縫線核に、内側手綱核の背側部のサブスタンスP陽性の神経細胞と結合する脚間核の腹外側部は、正中縫線核と隣接する外側の部位を通りさらに背側の被蓋部へと投射していることが明らかになった。
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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
申請当初は、手綱核の亜核を起点として、脚間核からの神経投射を順行性に継シナプス的に追跡する計画で、ゼブラフィッシュとマウスの両方で、そのために必要なウイルスベクターやトランスジェニック系統の作成をおこなったが、いずれも順行性の標識の伝播がうまくいかず計画を断念した。それに変わって、順行性と逆行性の標識を併用することによって、一つずつ神経投射パターンを明らかにすることに計画を変更した。現在、下流の同定に関しては、マウスを使って順調に進んでいる。入力系に関しては、ゼブラフィッシュを使って食欲と闘争との関係に関わることが明らかになって来て、予想外に興味深い展開となって来ている。またゼブラフィッシュで、一回だけの闘争の敗者は、８時間後にも敗者として振舞うが、２４時間後には、敗者としての振る舞いは示さなくなる。ところが、勝者と７日間毎日１度ずつ連続して戦わせて負け続けた魚は、その後数日間以上敗者として振る舞い続けるようになった。このような魚は、うつ病や引きこもりの新しいモデルとなる可能性が開かれた。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウスでの、腹側内側手綱核から脚間核への回路は、正中縫線核のセロトニン神経細胞の抑制を介して、敗者としての振る舞いを促進していることが明らかになって来た。この発見に関して、データをまとめ、論文として発表する。マウスでの、背側内側手綱核から脚間核への回路の下流が明らかになって来た。これらが、勝者としての振る舞いにどのように関わるのかを明らかにする。
ゼブラフィッシュの敗者における脚間核の神経細胞での受容体表出様式の変化の仕組みを明らかにし、論文として発表する。空腹ゼブラフィッシュが勝者として振る舞う仕組みを明らかにする。ゼブラフィッシュで、負け続けた後で立ち直れなくなる仕組みを、明らかにする。
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Research Products
(10 results)
