ＶＩＰとドーパミン共放出細胞による驚愕反応と恐怖の同時抑制機構の解明

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18J01659
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 森川 勝太 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Keywords: 扁桃体中心核 / VIP / 神経ペプチド / 情動 / 恐怖条件づけ学習

Outline of Annual Research Achievements

扁桃体中心核は、主にGABA作動性抑制性神経細胞によって構成される。これらのGABA細胞群は、神経ペプチドおよび神経ペプチド受容体の発現を指標として、複数の神経細胞のサブタイプに分類され、それぞれの細胞が異なる機能的な役割を有することが示唆されてきた。また、扁桃体中心核は中脳水道周囲灰白質における血管作動性腸管ペプチド (VIP) 陽性細胞からの神経支配を受ける。しかしながら、VIPが扁桃体中心核細胞にどのように作用し、どのような機能的な役割を有しているのかは不明であった。そこで、当該年度において、パッチクランプおよび行動実験を実施し、VIPの情動制御における役割を検証した。
VIP受容体遺伝子の下流にCreリコンビナーゼを発現する遺伝子改変マウスを用いて、扁桃体中心核の特定のサブタイプを蛍光標識した後、パッチクランプ記録を行った。その結果、VIPの投与は興奮性シナプス後電流の頻度を増加させる一方で、抑制性シナプス後電流には影響しないことがわかった。さらに、カルシウムセンサーを発現させ、多細胞の神経活動を同時に測定した結果、神経発火頻度を増加させることがわかった。
さらに、扁桃体中心核におけるVIP受容体発現細胞に、神経伝達を阻害するテタヌス毒素をアデノ随伴ウイルスを用いて発現誘導した。その結果、これらの処置群は、恐怖条件づけ学習において、フリージング時間の減少が認められ、恐怖記憶の学習が障害されていることがわかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

VIPが扁桃体中心核細胞を活性化すること、VIP受容体発現細胞が恐怖条件づけ学習に必要であることを明らかにできたため。一方で、中脳水道周囲灰白質VIP細胞の活動記録においては、技術的な問題によって進展が妨げれらているが、in vivoカルシウムイメージング法の導入によって、大きく進展することが期待されるため。

Strategy for Future Research Activity

扁桃体中心核のVIP受容体発現細胞における受容体の発現抑制や、中脳水道周囲灰白質からのVIP放出の抑制などの、複数の機能欠失実験を行う。加えて、中脳水道周囲灰白質VIP細胞の恐怖条件づけ学習における神経活動測定を実施し、VIPの情動制御機構の更なる検証を実施する。

Research Products

• [Journal Article] Visualization and molecular characterization of whole-brain vascular networks with capillary resolution. (2020)
  • Author(s): Miyawaki, T., Morikawa, S., Susaki, E. A., Nakashima, A., Takeuchi, H., Yamaguchi, S., Ueda, H. R., Ikegaya, Y.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 11 Pages: 1104
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-14786-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Auxin-mediated rapid degradation of target proteins in hippocampal neurons. (2019)
  • Author(s): Nakano, R., Ihara, N., Morikawa S., Kanemaki, M., Ikegaya, Y., Takeuchi,H.
  • Journal Title: Neuroreport Volume: 30 Pages: 908-913
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000001299
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 扁桃体中心核におけるソマトスタチン陽性GABA作動性神経細胞の多様性 (2019)
  • Author(s): 森川勝太、香取和生、佐々木拓哉、日置寛之、田村英紀、池谷裕二
  • Organizer: 第42回日本神経科学大会(新潟)
• [Presentation] 先天的防御行動を切り替える嗅覚系神経回路の解明 (2019)
  • Author(s): 森川勝太、香取和生、竹内春樹、池谷裕二
  • Organizer: 第53回日本味と匂学会(高知)
• [Presentation] Neuronal activity facilitates microglia to find “eat-me”signal on synapses, (2019)
  • Author(s): Andoh, M., Morikawa, S., Ikegaya, Y. and Koyama, R.
  • Organizer: XIV European Meeting on Glinal Cells in Health and Disease, GLIA 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Auxin inducible rapid degradation in hippocampal neurons (2019)
  • Author(s): Nakano, R., Ihara, N., Morikawa, S., Ikegaya Y., Takeuchi, H.
  • Organizer: Society for NeuroScience 2019
  • Int'l Joint Research