Formation of sexually dimorphic patterns in neuronal connectivity

神经元连接中性别二态性模式的形成

• 批准号: 19J00403
• 负责人: 稲田 健吾
• 金额: $ 2.83万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J00403/
• 关键词: オキシトシン細胞; 養育行動; トランスシナプス標識法; オキシトシン; 視床下部

本申請課題ではマウスをモデルとして、雌雄の脳で差異のみられる部位を神経配線レベルで同定することを目的とした。特に身体の生理的な面を司る視床下部を対象とした。神経配線の可視化にはトランスシナプス標識法を用いた。本申請課題では行動学的に雌雄差が見られる現象として、仔マウスへの反応に注目した。自分のホームケージ内に仔が置かれると、交尾未経験のメスは概して仔を無視するが、交尾未経験のオスはそれらの仔に対して致死的な攻撃行動を行う。一方メスと交尾をして父親になったオスに対して同じテストを行うと、一転して仔に対して母親と同様に保護し養育するような行動をとる。つまり交尾から出産までの過程において、オスの脳内では仔に対する親和性を向上させるような劇的な変化が起きていると考えられる。また行動学的な視座から見る限りでは、オスの脳内変化はメスにおける変化よりも大きいことが予想される。申請者らの実験により、メスにおいて養育行動発現に重要であるとされている室傍核オキシトシン細胞は、オスでも養育行動発現に重要であることが分かった。そこでオキシトシン細胞のシナプス前細胞を網羅的に可視化し、雌雄で比較解析を行った。すると行動学的な結果と異なり、シナプス前細胞のパターンに明瞭な雌雄差は見られないことが分かった。この結果は交尾未経験な状態では仔への反応はオキシトシン細胞以外が担っている、あるいはオキシトシン細胞への神経配線が同じでもその情報の流れは異なっている可能性が指摘できる。次に交尾未経験オスと父親の、オキシトシン細胞への入力パターンを比較解析した。結果としては特に内側視索前野と外側視床下部からの入力が、父親において顕著に増えていることが分かった。このうち外側視床下部からの入力の方が、増え幅が大きいことがわかった。これは父親になる過程で神経回路に構造的な変化が起きていることをとらえた初の結果である。

该应用程序基于小鼠作为模型，以识别在神经接线水平上男性和女性大脑不同的位点。这尤其针对控制人体生理方面的下丘脑。跨突触标记用于可视化神经接线。在此应用中，我们专注于对小鼠幼崽的反应，作为一种观察到男性和女性行为差异的现象。当幼崽放在自己的笼子里时，从未交配过的女性通常会忽略幼犬，但是从未交配的男性会对他们进行致命的侵略。另一方面，如果对与女性伴侣并成为父亲的男性进行了同样的测试，那么孩子将突然采取行动以与母亲相同的方式保护和抚养孩子。换句话说，人们认为，在从交配到分娩的过程中，男性大脑中存在巨大的变化，可以提高对幼崽的亲和力。此外，从行为的角度来看，预计男性大脑的变化将大于女性大脑的变化。我们的实验表明，据说对女性的关怀行为很重要的旁霉素细胞对于雄性的关怀行为发展也很重要。因此，对催产素细胞的突触前细胞进行了全面的可视化，并对男性和女性进行了比较分析。这表明与行为结果不同，突触前细胞的模式没有明显的差异。可以指出，在未发生交配的状态下，对幼犬的反应是由催产素细胞以外的其他人进行的，即使神经接线到催产素细胞相同，信息流也有所不同。接下来，我们比较并分析了不称职的男性的输入模式，并将其分为催产素细胞。结果表明，父亲的输入，尤其是来自中部前皮层和下丘脑的输入显着增加。其中，发现下丘脑外侧的输入增加了。这是看到在成为父亲过程中神经回路发生结构变化的第一个结果。

项目成果

オキシトシン細胞はオスの養育行動を促進する

催产素细胞促进男性养育行为

• 发表时间: 2020
• 作者: Takashi Ayaki;Kenya Murata;Kanazawa Nobuo;Akinori Uruha;Koichiro Ohmura;Kazuma Sugie;Shimpei Kasagi;Fangzhou Li;Megumi Mori;Nakajima Ran;Sasai Tsuneo;Nishino Ichizo;Satoshi Ueno;Makoto Urushitani;Fukumi Furukawa;Ito Hidefumi;Takahashi Ryosuke;吉澤 知彦;稲田健吾
• 通讯作者: 稲田健吾