交感神経中枢に局在する発熱指令ニューロンの同定

位于交感神经中枢的发热指挥神经元的识别

• 批准号: 22K15237
• 负责人: 内田 俊太郎
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15237/
• 关键词: 交感神経; 熱産生; 体温; 低代謝; 褐色脂肪組織; 延髄; 延髄縫線核; 発熱; 体温調節

先行研究から、延髄縫線核のvGluT3陽性ニューロンは、発熱を誘導する交感神経の前運動ニューロンであることが示唆されている。これまで、組織化学や古典的薬理学による研究ではこれらのニューロンが発熱に責任のあることが示唆されてきたが、遺伝学的にこのニューロンにアクセスした研究は行われてこなかった。本研究の目的はこのニューロン群に着目し、現代の神経科学ツールを適用することで従来の知見をアップデートすることである。本年度はこのニューロン特異的に組み換え酵素を発現するマウスの作製に成功し (vGluT3-Flpoマウス)、このマウスを用いて現代の神経科学に必須のツールを適用した。まず、薬理遺伝学的手法によって、延髄縫線核のvGluT3陽性ニューロンに興奮性操作を行った。その結果著明な発熱効果を示すことを確認した。また、ファイバーフォトメトリーによる集団的活動イメージングによって、体温の上昇に相関して、このニューロン群のカルシウム動態も上昇することを確認した。さらに軸索トレーシングによってこのニューロンは、結合腕傍核や三叉神経主感覚核および胸髄T1-T6領域の節前ニューロンに投射することを見出した。このように、本年度は①これらのニューロンを直接操作すること、②活動動態を可視化すること、③出力機構を明らかにすることの3点に成功した。今後、能動的低代謝状態におけるこのニューロンの活動動態や寄与を明らかにしたいと考えている。

先前的研究表明，中缝髓核中的 vGluT3 阳性神经元是引起发热的交感前运动神经元。到目前为止，使用组织化学和经典药理学的研究表明这些神经元是发烧的原因，但还没有研究从基因角度访问这些神经元。本研究的目的是通过应用现代神经科学工具来关注这组神经元并更新常规知识。今年，我们成功培育了一种在神经元中特异性表达这种重组酶的小鼠（vGluT3-Flpo小鼠），并利用这种小鼠应用了现代神经科学的重要工具。首先，我们使用药物遗传学方法操纵中缝髓核中 vGluT3 阳性神经元的兴奋性。结果证实其表现出显着的发热效果。此外，使用纤维光度测定法的集体活动成像证实，该神经元组中的钙动态也随着体温的升高而增加。此外，轴突追踪显示该神经元投射到臂旁核、三叉神经的主要感觉核和胸脊髓的 T1-T6 区域中的节前神经元。这样，今年我们成功了三点：（1）直接操纵这些神经元，（2）可视化它们的活动动态，（3）阐明输出机制。将来，我们希望阐明这些神经元在活跃的低代谢状态下的活动动态和贡献。