2013 Fiscal Year Annual Research Report
陽性情動やエンリッチ環境が脳内エピジェネティクス修飾に及ぼす影響と疼痛制御
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24390151
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
仙波 恵美子 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (00135691)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 和雄 公益財団法人国際科学振興財団, その他部局等, その他 (70110517)
堀 美代 公益財団法人国際科学振興財団, その他部局等, 研究員 (90399329)
成田 年 星薬科大学, 薬学部, 教授 (40318613)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 陽性情動 / マイクロアレイ / microRNA / エピジェネティクス修飾 / 脳報酬系 / 超音波発声 / 慢性疼痛 |
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| Research Abstract |
村上・堀らは離乳直後(21日齢)より隔離飼育されたラットに対して、adolescent期の4週間にわたり継続的(5日間/週)にTickling刺激を施し、脳組織(扁桃体・側坐核・海馬・前頭前野)からcDNAおよびmiRNAを抽出し、Tickling刺激群、隔離飼育群、集団飼育群(3匹/ケージ)に対して遺伝子発現解析・miRNA発現解析を用いて比較解析を行った。その結果、Tickling刺激群、集団飼育群は個別飼育群に比べて、脳報酬系に関わる遺伝子群の中で共通に発現変動する遺伝子が存在した。このことは、隔離飼育による変化をTickling刺激(陽性情動)が補ったことを示唆する。また、隔離飼育による不安・恐怖反応を、Tickling刺激が緩和することは行動実験によっても明らかにしている(Hori M.et al., Physiol Behav. 2014 Apr 13)。
近年、側坐核領域を中心とした脳報酬系の神経活動の変化が快楽(pleasure)と苦痛(pain)に深い関わりがあり、pleasureとpainは裏表の関係にあることが明らかとなってきた。そこで成田・仙波らは、腹側被蓋野から側坐核へ投射している中脳辺縁ドパミン神経に着目し、その活動を制御した際の疼痛閾値について検討を行った。まず、ドパミン神経特異的に光活性化イオンチャネル ChR2 や eNpHRを発現するトランスジェニックマウス、ならびにドパミン神経特異的に Cre 組み換え酵素を発現する TH-Cre マウスと ChR2 を組み込んだ AAV ベクターを用い、光遺伝学的手法により中脳辺縁ドパミン神経の活動を制御できる系を確立した。これらのマウスを用いて中脳辺縁ドパミン神経の活動を制御した際の疼痛閾値を検討した。また超音波発声やRough-and-tumble playに与える影響について今後検討を進める。
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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
村上・堀らはマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行い、報酬系に関わる脳部位(扁桃体・側坐核・海馬・前頭前野)から快情動に特異的な遺伝子群を抽出し、その遺伝子群の機能をPathway解析Gene Ontology解析によって推察した。成田らは、疼痛（陰性情動）による側坐核でのエピジェネティクス解析を進め (Imai et al., J Neurosci. 31:15294-15299, 2011, Imai et al., Brain. 136:828-843, 2013)、今年度は、脳報酬系の制御が陽性情動・陰性情動に与える影響について検討するため、光遺伝学的手法により中脳辺縁ドパミン神経の活動を制御できる系を確立した。仙波らは、神経障害性疼痛が軽度から中等度の運動負荷により緩和されることを明らかにし、そのメカニズムの一つとして脊髄後角のミクログリアにおけるエピジェネティックな変化が関与することを明らかにした。さらに下行性疼痛調節系や報酬系における変化についても検討を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年3月に星薬科大学にて研究打ち合わせ会議を行い、これまでの成果発表と今後の進め方についての話し合いを行った。村上・堀らは昨年度同様Tickling刺激実験を実施し、報酬系に関わる脳部位(扁桃体・側坐核・海馬・前頭前野)において、これまでに同定された因子(microRNA・遺伝子・神経ペプチド)を、real time-PCR解析や免疫組織化学を用いて同定する。更に、エピジェネティックス解析を進めストレスや陽性情動による脳内のエピジェネティックス修飾の解明を目指す。成田らは、今年度確立した光遺伝学的手法により中脳辺縁ドパミン神経の活動を制御する系を駆使して、中脳ドパミン神経の活性化と陽性情動・陰性情動との関連をさらに詳細に検討する。仙波らは、運動が陰性情動を緩和するメカニズムについてさらに検討を進める。
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[Journal Article] Epigenetic transcriptional activation of monocyte chemotactic protein 3 contributes to long-lasting neuropathic pain.2013
Author(s)
Imai S, Ikegami D, Yamashita A, Shimizu T, Narita M, Niikura K, Furuya M, Kobayashi Y, Miyashita K, Okutsu D, Kato A, Nakamura A, Araki A, Omi K, Nakamura M, James Okano H, Okano H, Ando T, Takeshima H, Ushijima T, Kuzumaki N, Suzuki T, Narita M.
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Journal Title
Brain.
Volume: 136(Pt 3)
Pages: 828-843
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Analysis of sleep disorders under pain using an optogenetic tool: possible involvement of the activation of dorsal raphe nucleus-serotonergic neurons.2013
Author(s)
Ito H, Yanase M, Yamashita A, Kitabatake C, Hamada A, Suhara Y, Narita M, Ikegami D, Sakai H, Yamazaki M, Narita M.
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Journal Title
Mol Brain.
Volume: 6
Pages: 59
DOI
Peer Reviewed
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