嗅覚行動の適応性を担うシナプス可塑性機構の解明

研究代表者は、マウスの「嗅結節」には匂いの誘引行動に関わる前内側ドメインと忌避行動に関わる外側ドメインが存在すること、前内側ドメインのドーパミン受容体１型発現細胞（D1細胞）の活性化が誘引的に、２型発現細胞（D2細胞）の活性化が忌避的に働くことを見出した。本研究は、マウスの嗅覚行動の高い適応性に着目し、適応性を担う神経機構を嗅結節の機能ドメインへの末梢性・中枢性シナプス入力とD1・D2細胞の機能分担に着目して明らかにすることを目的としている。本年度は、①光遺伝学を用いて嗅球から嗅結節への末梢性シナプス入力、梨状皮質から嗅結節への中枢性シナプス入力を活性化し、えさ報酬との誘引学習、電気ショックとの忌避学習を行い、シナプス末端（軸索末端）の大きさの変化を共焦点顕微鏡にて詳細に解析した。末梢性・中枢性シナプス入力とも、軸索末端は誘引学習の際は前内側ドメイン優位に、忌避学習の際は外側ドメイン優位に大きくなることを明らかにした。②食欲促進ホルモンであるオレキシンの受容体アンタゴニストを嗅結節前内側ドメインに局所投与すると匂いに対して誘引行動をとるマウスが忌避行動をとり、その際に前内側ドメインのD2細胞が優位に活性化することを見出した。③食欲抑制ホルモンであるメラノコルチン4の受容体アゴニストを嗅結節前内側ドメインに局所投与し、匂いに対して誘引行動をとるマウスが忌避行動をとることを見出した。④マウスの嗅結節スライスを作成し、電気刺激に対する局所電場電位記録ができること、頻回電気刺激によって長期増強を起こすことを見出した。

研究代表者は、マウスの「嗅結節」には匂いの誘引行動に関わる前内側ドメインと忌避行動に関わる外側ドメインが存在すること、前内側ドメインのドーパミン受容体１型発現細胞（D1細胞）の活性化が誘引的に、２型発現細胞（D2細胞）の活性化が忌避的に働くことを見出した。本研究は、マウスの嗅覚行動の高い適応性に着目し、適応性を担う神経機構を嗅結節の機能ドメインへの末梢性・中枢性シナプス入力とD1・D2細胞の機能分担に着目して明らかにすることを目的としている。本年度は、①光遺伝学を用いて嗅球から嗅結節への末梢性シナプス入力、梨状皮質から嗅結節への中枢性シナプス入力を活性化し、えさ報酬との誘引学習、電気ショックとの忌避学習を行い、シナプス末端（軸索末端）の大きさの変化を共焦点顕微鏡にて詳細に解析した。末梢性・中枢性シナプス入力とも、軸索末端は誘引学習の際は前内側ドメイン優位に、忌避学習の際は外側ドメイン優位に大きくなることを明らかにした。②食欲促進ホルモンであるオレキシンの受容体アンタゴニストを嗅結節前内側ドメインに局所投与すると匂いに対して誘引行動をとるマウスが忌避行動をとり、その際に前内側ドメインのD2細胞が優位に活性化することを見出した。③食欲抑制ホルモンであるメラノコルチン4の受容体アゴニストを嗅結節前内側ドメインに局所投与し、匂いに対して誘引行動をとるマウスが忌避行動をとることを見出した。④マウスの嗅結節スライスを作成し、電気刺激に対する局所電場電位記録ができること、頻回電気刺激によって長期増強を起こすことを見出した。