脳内オピオイド産生の計測制御による過食のメカニズムの解明

通过测量和控制大脑中阿片类药物的产生来阐明暴饮暴食的机制

基本信息

批准号：
20K05933
负责人：
太田宏之
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Defense Medical College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

肥満は摂食行動の「反復」によって引き起こされます。摂食行動の反復は基底核-中脳報酬系によって制御されていますが、未だその機序が完全に解明されたわけではありません。これまでの研究により、基底核の代表的な脳内オピオイドであるエンケファリンは摂食行動への関与が示唆されているものの、反復行動との具体的な関連は不明でした。そこで本研究では、エンケファリンが摂食行動の反復において果たす役割を明らかにします。初年度は、エンケファリン産生遺伝子(pro-Enkephalin; PENK)をノックアウトするCRISPR-Cas9とsgRNAを組み込んだアデノ随伴ウイルス(AAV)を作成しました。作成したAAVをマウスの基底核・線条体に導入して、PENKをノックアウトした状態で確率的な報酬に基づくオペラント条件付けを行いました。その結果、オペラント行動によって報酬（エサ）を得た場合において、再度その行動を実行するまでの時間がPENKのノックアウトによって延長することがわかりました。一方、オペラント行動によって報酬が得られなかった場合における反復実行までの時間には変化が見られませんでした。これらのことから、PENKは報酬が得られた場合における同一行動の反復に寄与していることがわかりました。本研究成果は、エンケファリンが摂食行動の反復に関して中心的な役割を果たしていることを示しています。なお、PENKのノックアウトによってオペラント条件付けの効率が低下することも付随してい観察されています。具体的にPENKが学習のどのような側面に影響するかを今後明らかにしていく予定です。

肥胖是由进食行为的“重复”引起的。尽管重复的喂养行为是由基底神经节脑奖励系统控制的，但尚未完全了解其机制。先前的研究表明，基底神经节的代表性脑阿片类药物Enkephalin参与了喂养行为，但与重复行为的特定关联尚不清楚。因此，这项研究将阐明二重复反复喂养行为中发挥的作用。在第一年，我们创建了一种与腺相关的病毒（AAV），该病毒（AAV）融合了CRISPR-CAS9和SGRNA，该病毒和SGRNA敲除了enkephalin产生的基因（Pro-Enkephalin; Penk）。将创建的AAV引入了小鼠的基底神经节和纹状体中，并根据将Penk淘汰的州的概率奖励进行操作条件。结果，我们发现，当通过操作行动获得奖励（诱饵）时，通过击倒Penk将延长行动所需的时间。另一方面，当由于操作行动而没有获得奖励时，在迭代的时间内没有观察到任何改变。这些发现表明，佩克在奖励时有助于重复相同的行为。调查结果表明，恩基法林在重复喂养行为中起着核心作用。还观察到，PENK敲除降低了操作调节的效率。我们计划将来澄清penk学习的哪些方面会影响。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

非対称学習率による報酬確率分布の弁別性向上

使用非对称学习率提高奖励概率分布的可辨别性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
福田優介;山本健詞;陶山史朗;水科晴樹;佐鳥玖仁朗，吉田　豊，神谷　匠，太田宏之，高橋達二
通讯作者：
佐鳥玖仁朗，吉田　豊，神谷　匠，太田宏之，高橋達二

マウスの行動探索における報酬分布に依存した学習率の調整

根据小鼠行为探索中的奖励分布调整学习率

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
清原稜;水科晴樹;山本健詞;陶山史朗;速水陽平，Amiri Saeid，Chandan Kishan，Zhang Shiqi，高玉圭樹;太田宏之，佐鳥玖仁朗，宝田悠，荒毛将史，守本祐司，石塚俊晶，高橋達二
通讯作者：
太田宏之，佐鳥玖仁朗，宝田悠，荒毛将史，守本祐司，石塚俊晶，高橋達二

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