ストレス性自律生理反応の神経科学的基盤の解明

阐明应激引起的自主生理反应的神经科学基础

• 批准号: 22689007
• 负责人: 中村 和弘
• 金额: $ 16.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22689007/
• 关键词: ストレス; 光遺伝学; チャネルロドプシン; 体温調節; ストレス疾患; 恒常性維持; 自律神経

本研究の目的は、情動や心理ストレスが自律神経系を含めた生体の恒常性維持システムに作用する脳内メカニズムを個体レベルで解明することである。そのために、情動を司る大脳辺縁系から恒常性維持機能を司る視床下部や脳幹への情動シグナル伝達に関わる未知の神経投射に焦点を当て、覚醒ラットのそうした投射ニューロン群の神経活動を、光遺伝学的技術とin vivo生理学を組み合わせて、特異的に操作する技術の開発を行った。そして、そのストレス性自律生理反応への影響を調べる実験を継続して行っている。本研究の成果は、自律神経失調症などの様々なストレス疾患の病態解明に貢献するものであり、また本研究で開発する、神経接続特異的に活動を操作する技術は、多様な脳機能を司る神経回路及びその動作原理の解明に幅広く応用しうるものである。1)ChR2あるいはeNpHRの遺伝子を組み込んだウイルスベクターの作製光によって活性化するカチオンチャネル(チャネルロドプシン2:ChR2)およびクロライドポンプ(ハロロドプシン:eNpHR)の遺伝子を組み込んだウイルスベクターの作製に成功した。2)逆行性感染した大脳辺縁系ニューロン群の組織学的同定作製したウイルスを、ラットの脳の中でも、ストレス信号の処理に関わる大脳辺縁系に注入し、ニューロンに感染することを確認した。ウイルス感染によって発現したChR2あるいはeNpHRには蛍光蛋白質をつなげているので、その発現を蛍光顕微鏡下で組織学的に観察することができた。発現したChR2あるいはeNpHRは、自律生理機能制御に関与することが分かっている視床下部などの部位に投射した軸索の終末まで輸送されることも分かった。このように、自律生理機能制御に関与する脳部位に投射する大脳辺縁系ニューロン群にウイルスを用いて遺伝子導入を行い、ChR2やeNpHRが発現することの確認を行った。

这项研究的目的是阐明情绪和心理压力在个人层面上对活性生物的稳态维护系统作用的大脑机制。 To this end, we focused on unknown nerve projections involved in emotional signaling from the limbic system that controls affective activity to the hypothalamus and brainstem, which controls homeostasis maintenance functions, and developed a technique to specifically manipulate the neural activity of such a group of projection neurons in awakened rats, using optogenetic techniques and in vivo physiology.我们正在继续进行实验，以研究其对压力诱导的自主神经生理反应的影响。这项研究的结果有助于阐明各种压力疾病，例如自主神经系统疾病，并且在这项研究中开发的技术专门操纵神经联系，可以广泛应用于阐明各种大脑功能及其操作原理的神经回路。 1）制备结合了Chr2或Enphr基因的病毒载体，我们成功地创建了一个病毒载体，该病毒载体结合了阳离子通道基因（Channelrhodopsin 2：Chr2）和氯化物泵（Halorhopopsin：enphr），这些载体被光激活。 2）将产生的病毒逆行感染的边缘神经元的组织学鉴定被注入到边缘系统中，该边缘系统参与了大鼠脑内应力信号的处理，并确认它可以感染神经元。由于荧光蛋白与病毒感染表达的CHR2或ENPHR连接，因此可以在荧光显微镜下在组织学上观察到其表达。还发现表达的ChR2或ENPHR被运输到投影到诸如下丘脑等部位的轴突末端，该位置已知与自主生理调节有关。这样，使用病毒对投射到参与自主生理控制的大脑部位上的边缘神经元进行了基因转移，并确认ChR2和ENPHR被证实。

项目成果

視床下部からの交感神経遠心路

来自下丘脑的交感传出通路

• 发表时间: 2011
• 期刊: 分子精神医学
• 作者: Takeuchi Y;Takahashi M;Tsuboi M;Fujino Y;Uchida K;Ohno K;Nakayama H;Tsujimoto H;中村和弘
• 通讯作者: 中村和弘

体温調節の中枢神経回路メカニズム

体温调节的中枢神经回路机制

• 发表时间: 2010
• 期刊: 生体の科学
• 作者: Imai Y;Itsuki K;Okamura Y;Inoue R;Mori MX;中村和弘
• 通讯作者: 中村和弘

A thermosensory pathway mediating heat-defense responses

• DOI: 10.1073/pnas.0913358107
• 发表时间: 2010-05-11
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Nakamura, Kazuhiro;Morrison, Shaun F.
• 通讯作者: Morrison, Shaun F.

体温調節性交感神経プレモーターニューロンを制御するGABA作動性延髄ニューロン

控制体温调节交感前运动神经元的 GABA 能髓质神经元

• 发表时间: 2011
• 作者: 中村佳子;中村和弘;柳川右千夫;Morrison SF
• 通讯作者: Morrison SF

体温調節のメカニズム

体温调节机制

• 发表时间: 2009
• 作者: 中村和弘