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。

这项研究的目的是在个体层面阐明情绪和心理压力影响身体稳态系统（包括自主神经系统）的大脑机制。为此，我们重点关注参与从控制情绪的边缘系统到控制稳态功能的下丘脑和脑干的情绪信号传递的未知神经投射，并光学研究了清醒大鼠中此类投射神经元群的神经活动我们通过结合遗传技术和体内生理学开发了一种特定操作技术。我们还在继续进行实验，研究它对压力引起的自主生理反应的影响。这项研究的结果将有助于阐明自主神经失衡等各种应激疾病的病理生理学，而这项研究开发的专门操纵神经连接活动的技术将能够广泛应用于控制各种大脑功能。阐明控制这一过程的神经回路及其工作原理。 1) 掺入ChR2或eNpHR基因的病毒载体的制备我们成功构建了掺入光激活阳离子通道（通道视紫红质2：ChR2）和氯泵（盐酸盐视紫红质：eNpHR）基因的病毒载体。 2)逆行感染的边缘神经元群的组织学鉴定将制备的病毒注射到大鼠大脑中参与应激信号处理的边缘系统，并证实其感染神经元。由于病毒感染表达的ChR2或eNpHR上附着有荧光蛋白，因此可以在荧光显微镜下通过组织学观察其表达。研究还发现，表达的 ChR2 或 eNpHR 被转运到轴突末端，这些轴突投射到下丘脑等区域，已知这些区域参与自主生理功能的调节。这样，我们使用病毒将基因导入边缘系统神经元，这些神经元投射到参与控制自主生理功能的大脑区域，并确认了 ChR2 和 eNpHR 的表达。

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

Thermosensory mechanism to defend body temperature of mammals from environmental thermal challenges(哺乳類が環境温度の変化から体温を守る温度感覚メカニズム)

保护哺乳动物体温免受环境热挑战的热传感机制

• 发表时间: 2010
• 作者: Nakamura K;Morrison SF
• 通讯作者: Morrison SF

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

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