サル扁桃体―背側縫線核回路の化学遺伝学的操作によるストレス下行動制御機構の解明

通过对猴子杏仁核-中缝背核回路的化学遗传操作来阐明应激下的行为控制机制

基本信息

批准号：
22K19485
负责人：
中村加枝
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Kansai Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究はマカクサルの扁桃体中心核→背側縫線核間の信号伝達を経路選択的かつ可逆的に遮断し、情動反応と背側縫線核の神経活動の変化を捉えることを目標としている。セロトニンの機能の中で「ストレス環境下の情動・行動制御」は抗うつ薬の作用機序として重要である。danger detectorである扁桃体から、セロトニン細胞が分布する背側縫線核へ強い解剖学的投射がある。この経路により嫌悪刺激情報がセロトニンを介して環境適応としての認知行動制御を実現している可能性がある。この仮説を検証するため、扁桃体中心核→背側縫線核間の信号伝達を経路選択的かつ可逆的に遮断し、情動反応と背側縫線核の神経活動の変化を捉える。使用頭数が限られたサルの小さい神経核の間の情報伝達を遺伝学的に操作するという技術的な難題を克服すべく、２種類のウイルスベクターを画像ガイド下で注入し、二重感染により経路特異的に発現させた人工受容体DREADD(hM4Di)を生体で可視化することで、遺伝子導入の効率・成功率を高める。作動薬投与による領域間情報伝達の遮断前後で、自律神経反応・行動指標に加え、該当領域操作の非侵襲性を利用し、背側縫線核細胞の電気生理学的性質の変化を解析する。ウイルスベクターはヒト行動進化研究センター井上により作成、ベクター接種は量子科学技術研究開発機構南本により行う計画である。1年目は石井・安田・中村により接種の前に行うサル2頭の行動実験と神経伝達物質作用薬の全身投与の効果の解析を行った。効果により行動課題の調整を行う必要があった。さらに、ベクター接種の過程の許可を大学動物実験委員会にて取得した。

这项研究的目标是选择性地、可逆地阻断猕猴杏仁核中央核和中缝背核之间的信号传递，并检测中缝背核的情绪反应和神经活动的变化。在血清素的功能中，“压力环境下的情绪和行为控制”作为抗抑郁药的作用机制很重要。从危险探测器杏仁核到中缝背核，有一个强烈的解剖学投影，其中含有血清素细胞。通过这一途径，厌恶刺激信息可以通过血清素实现环境适应的认知行为控制。为了检验这一假设，我们将选择性地、可逆地阻断杏仁核中央核和中缝背核之间的信号传递，并检测中缝背核情绪反应和神经活动的变化。为了克服对动物数量有限的猴子小神经核之间的信息传输进行基因操纵的技术挑战，我们在图像引导下注射了两种类型的病毒载体，通过特异性可视化路径，导致双重感染。在体内表达人工受体DREADD（hM4Di），我们将提高基因转移的效率和成功率。在使用激动剂阻断区域间信息传递之前和之后，我们将利用自主神经反应和行为指标，以及相关区域操作的非侵入性，分析中缝背核细胞电生理特性的变化。病毒载体将由人类行为进化研究中心井上创建，载体接种将由国立量子放射线科学技术研究所南本进行。第一年，石井、安田和中村在接种疫苗前对两只猴子进行了行为实验，并分析了全身施用神经递质激动剂的效果。由于影响，有必要调整行为任务。此外，载体接种过程已获得大学动物实验委员会的许可。