意欲行動に関わる視床神経回路素子の構造と機能の解明

阐明参与意志行为的丘脑神经回路元件的结构和功能

• 批准号: 22K06452
• 负责人: 宮坂 信彦
• 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 Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06452/
• 关键词: 脳; 神経回路; 視床; 行動; ゼブラフィッシュ; 学習; 記憶; モチベーション; 匂い; 連合学習; 新奇環境

動物は生きるために索餌・摂食し、外敵から身を守り、さらに種の保存のために子孫を残す。このような動物の基本的な行動にも、根源的な意志の力である意欲が重要な役割を果たしている。これまでに、熱帯魚ゼブラフィッシュの腹内側視床において、神経ペプチドcrh（副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン）を発現する特定のニューロン集団が意欲行動とリンクして活性化することを見出している。本研究では腹内側視床crhニューロンが構成する神経回路の構造と機能を明らかにするために、遺伝子工学的な回路の可視化および機能操作が可能なトランスジェニック系統の作製を行った。まず遺伝子発現解析により、腹内側視床crhニューロンは、視床領域にありながら、終脳のマーカーとして知られるT-box型転写因子を発現することを見出した。また、視索前野や視床下部に存在するcrhニューロンはこの遺伝子を発現していないことを確認した。そこで、Cre/loxPシステムを用いた細胞タイプ特異的な遺伝子操作を行うため、DNA組換え酵素をコードするCre遺伝子をT-box転写因子の遺伝子座に挿入したトランスジェニック系統を作製した。crhニューロン特異的に蛍光タンパク質を発現し、かつCre依存的に蛍光タンパク質の種類を赤色から緑色に変換できるloxPリポーター系統と交配したところ、腹内側視床のcrhニューロンを視索前野や視床下部のcrhニューロンと区別して標識することができた。以上のように、腹内側視床crhニューロンの神経接続の詳細な解析に向けて、有用な遺伝子工学的ツールを得ることができた。

动物觅食和进食是为了生存，保护自己免受捕食者的侵害，并留下后代来保护物种。动机，即基本的意志力，在这些基本的动物行为中发挥着重要作用。到目前为止，我们发现热带斑马鱼腹内侧丘脑中表达神经肽crh（促肾上腺皮质激素释放激素）的特定神经元群被激活，与意志行为有关。在这项研究中，为了阐明由腹内侧丘脑 crH 神经元组成的神经回路的结构和功能，我们创建了一种转基因菌株，可以利用基因工程对该回路进行可视化和功能操作。首先，通过基因表达分析，我们发现丘脑腹内侧crh神经元虽然位于丘脑区域，但表达一种被称为端脑标记的T-box转录因子。我们还证实位于视前区和下丘脑的crh神经元不表达该基因。因此，为了使用Cre/loxP系统进行细胞类型特异性遗传操作，我们创建了一个转基因系，其中编码DNA重组酶的Cre基因被插入到T-box转录因子的基因座中。当与在crh神经元中特异性表达荧光蛋白并且可以以Cre依赖性方式将荧光蛋白类型从红色改变为绿色的loxP报告菌株杂交时，我们发现腹内侧丘脑中的crh神经元被转移到丘脑腹内侧的crh神经元中。可以将它们与神经元分开标记。如上所述，我们获得了一种有用的基因工程工具，用于详细分析腹内侧丘脑 crh 神经元的神经连接。

项目成果

A neural substrate for motivated behavior in zebrafish

斑马鱼动机行为的神经基质

• 发表时间: 2022
• 作者: Miyasaka N;Yoshihara Y
• 通讯作者: Yoshihara Y