多様な脳機能の選択的制御を可能にするヒスタミン神経多様性の解明

阐明组胺神经多样性，能够选择性控制各种大脑功能

• 批准号: 22K20689
• 负责人: 森下 良一
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Nagoya City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20689/
• 关键词: ヒスタミン; 脳

本研究は視床下部の結節乳頭核に局在するヒスタミン神経系が、異なる投射先を介して多様な脳機能を区別して調節するかを解明することを目的として、特定のヒスタミン神経回路の選択的操作が記憶・学習あるいは覚醒状態に与える影響について解析する。初年度はまず実験条件の検討等、オプトジェネティクスを用いた行動実験系の確立に取り組んだ。ヒスタミン神経選択的にCreリコンビナーゼを発現するHDC-Creノックインマウスの結節乳頭核にCre依存的にハロロドプシン（eNpHR）を発現するAAVを注入し、ヒスタミン神経にeNpHRを発現させた。光ファイバーを介しeNpHR を発現するニューロンに緑色光を照射し、ヒスタミン神経を選択的に抑制した。学習課題は音と報酬の古典的条件づけを用いた。この課題では頭部固定下で音の提示とスクロース水（報酬）の提示を行う。予備実験では、音提示の1秒後にスクロース水を与える条件づけを行った後、条件づけ音の提示だけで記憶を想起させると、ヒスタミン神経の活動が上昇することを確認している。さらに、初年度中に光遺伝学的手法を用いた記憶想起時のヒスタミン神経活動の機能解析を進め、記憶想起の可不可に寄与する可能性のあるヒスタミン神経活動を見出した。また、逆行性トレーサーを用いた解析により、個々のヒスタミン神経が亜集団を形成しそれぞれ固有の投射先を有することを示唆する結果が得られた。現在、この結果に基づき、特定のヒスタミン神経回路の選択的操作を光遺伝学あるいは薬理遺伝学的に行うことで、各脳機能に寄与するヒスタミン神経回路の同定に取り組んでいる。

本研究的目的是阐明位于下丘脑结节乳头核的组胺神经系统如何通过不同的投射目的地来差异调节各种大脑功能，分析操纵对记忆、学习或警觉性的影响。第一年，我们致力于利用光遗传学建立行为实验系统，包括检查实验条件。 AAV 以 Cre 依赖性方式表达盐视紫红质 (eNpHR)，将其注射到 HDC-Cre 敲入小鼠的结节乳头核中，在组胺神经元中选择性表达 Cre 重组酶，以诱导组胺神经元中 eNpHR 的表达。通过光纤用绿光照射表达 eNpHR 的神经元，组胺神经元被选择性抑制。学习任务使用了声音和奖励的经典调节。在此任务中，头部固定时会发出声音和蔗糖水（奖励）。在初步实验中，我们确认，在发出声音1秒后给予蔗糖水进行调节后，当仅使用调节声音的出现来唤起记忆时，组胺神经元的活性增加。此外，在第一年，我们利用光遗传学技术对记忆检索过程中的组胺神经活动进行了功能分析，发现了可能有助于记忆检索成功或失败的组胺神经活动。此外，使用逆行示踪剂的分析表明，单个组胺神经元形成亚群，每个亚群都有自己独特的投射目的地。基于这些结果，我们目前正在努力通过使用光遗传学或药物遗传学选择性地操纵特定的组胺神经回路来识别对每种大脑功能做出贡献的组胺神经回路。

项目成果

記憶想起を制御するヒスタミン神経の活動動態

控制记忆检索的组胺神经元的活动动态

• 发表时间: 2023
• 作者: 森下 良一;久保 絢女;西村 京華;清水目 倫太郎;髙村 侑希;横井 雄斗;人羅（今村） 菜津子;南 雅文;野村 洋
• 通讯作者: 野村 洋