トランスジェニック技術を使ったゼブラフィッシュ神経回路網の機能解析

利用转基因技术进行斑马鱼神经网络的功能分析

• 批准号: 20021034
• 负责人: 岡本 仁
• 金额: $ 3.97万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20021034/
• 关键词: ゼブラフィッシュ; トランスジェニック; 神経細胞活動可視化; カルシウム感受性蛍光タンパク; 終脳; 能動的回避学習; ルール変更; 行動プログラム; 手網核; 脚間核; イメージング

本研究では、トランスジェニックHuC :: Inverse Pericamをつかって、遺伝学的にコードされたカルシウム感受性蛍光蛋白による神経活動の検出する観察システムを既に確立した。また、行動パラダイムとしては、能動的回避恐怖学習を開発した。赤ランプが点灯後、水槽のしきりの同じ側に留まると15秒後に電気ショックを受け、15秒以内に反対側に逃げればショックを回避できるという回避行動を学習した。トランスジェニック魚と、赤ランプ刺激だけを与えた対照実験群トランスジェニック魚を用いて、右眼に与えた赤い光に対する終脳と、視覚中枢である視蓋における反応を、高速高感度カメラを用いて観察した。恐怖条件付け学習を習得したトランスジェニック魚群では、偽条件付けをした対照実験のトランスジェニック魚群にない、新しい反応が終脳に現れた。この実験結果は、ゼブラフィッシュの終脳の扁桃体または大脳皮質にあたる領域において、条件付け学習によって一群の神経細胞アンサンブルが選択され、恐怖行動をコードするようになったことを示唆している。さらに、能動的回避学習(Go学習)が成立したゼブラフィッシュを、赤いランプが点灯して、水槽の反対側に逃避すれば、電気ショックが与えられるという新しく変更されたルールに曝すと、ゼブラフィッシュは、新たなルールの学習(No-Go学習)を習得できることを確認している。ルール変更によるNo-Go学習を習得したゼブラフィッシュでは、条件刺激(赤ランプ)の提示で、Go学習を習得した後とは異なる領域の神経細胞が興奮することを観察している。以上の実験結果は、ゼブラフィッシュ終脳外套部では、異なるルールに基づく行動プログラムごとに、異なる細胞集団が活性化されることが明らかになった。

在这项研究中，我们已经建立了一种观察系统，用于使用转基因HUC ::逆Pericam通过遗传编码的钙敏感荧光蛋白来检测神经活动。此外，作为行为范式，发展了积极的回避恐惧学习。红灯亮起后，我了解到，如果我呆在坦克的同一侧，15秒后，我被电击击中，如果我在15秒内逃到了另一侧，我学会了如何避免冲击。使用转基因鱼和仅接受红色灯刺激的对照组转基因鱼，使用高速，高敏感摄像头观察到尾脑和视觉中心的反应，tectum中的视觉中心。在获得恐惧调节学习的转基因鱼类学校中，在转基因鱼类学校中未发现的新反应中，在受虚假控制的对照实验中未发现。该实验的结果表明，通过在斑马鱼端脑的杏仁核或脑皮质中进行调节，选择了一组神经元集合，从而导致编码恐惧行为。此外，当活跃于逃避学习（GO学习）的斑马鱼会暴露于新改变的规则时，即如果打开红灯并逃到水族馆的另一侧，他们将获得电击，斑马鱼已经确认他们可以学习新规则（无需学习）。在斑马鱼通过规则变化获得了无需学习的斑马鱼，我们观察到，在学习有条件的刺激（红色灯）时，身体不同区域的神经元比学习学习后会感到兴奋。上述实验结果表明，具有不同基于规则的行为程序的斑马鱼尾脑披风中激活了不同的细胞群体。

项目成果

Functional analysis of the habenula in control of fear

缰核控制恐惧的功能分析

• 发表时间: 2009
• 作者: Tanino;S.;竹内未紀;揚妻正和;吉田綾子;浦崎明宏;小出哲也;武藤彩;小出哲也;阿部玄武;川上浩一;川上浩一;揚妻正和
• 通讯作者: 揚妻正和

Identification of the zebrafish ventral habenula as a homologue of the mammalian lateral habenula

斑马鱼腹侧缰核与哺乳动物外侧缰核的同源物的鉴定

• 发表时间: 2010
• 期刊: J.Neuroscience 30
• 作者: Amo;R.et al.
• 通讯作者: R.et al.

Zebrafish as a model animal to study neural circuits against fear

斑马鱼作为模型动物研究对抗恐惧的神经回路

• 发表时间: 2009
• 作者: Nagumo T;et al.;Okamoto H.;岡本仁;岡本仁
• 通讯作者: 岡本仁

研究をささえるモデル生物:実験室いきものガイド

支持研究的模式生物：实验室生物指南

• 发表时间: 2009
• 作者: 吉川寛;他編
• 通讯作者: 他編

An interview with Hitoshi Okamoto, M.D., Ph.D.

冈本仁 (Hitoshi Okamoto) 医学博士、博士访谈

• 发表时间: 2008
• 期刊: Zebrafish. 5
• 作者: Nagumo T;et al.;Okamoto H.
• 通讯作者: Okamoto H.