逃避行動を環境変化に適応して調節する神経メカニズムの解明

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本研究の目的は、様々な環境ストレスを統合し、逃避行動を調節する神経回路基盤と細胞生理メカニズムを明らかにすることである。われわれは、ショウジョウバエ幼虫の腹部ロイコキニン産生ニューロン（ABLKニューロン）が体液浸透圧依存的に侵害性刺激を伝達すること、そしてABLKニューロンの浸透圧応答にはGPIアンカー型タンパク質であるBelly rollが必要であることを、明らかにしてきた。本年度は、ABLKニューロンの浸透圧応答に必要な神経伝達物質受容体の同定を行なった。具体的には、ショウジョウバエ幼虫中枢神経系の一細胞RNA-seqの公開データを解析し、ABLKニューロンが神経ペプチド受容体の一つで、哺乳類のもつソマトスタチン受容体のホモログであるアラトスタチンC受容体（AstC-R2）を発現することを突き止めた。さらにRNA干渉法を用いてAstC-R2の機能を阻害したところ、ABLKニューロンの浸透圧応答が消失することが明らかになった。先行研究でABLKニューロンの持続的な神経活動にセロトニンが影響することが報告されていたが、セロトニン受容体は低浸透圧条件下での持続活動に必要ではなかった。これらの研究結果から、アラトスタチン産生ニューロンが浸透圧に応答し、ABLKニューロンのAstC-R2を活性化することでABLKニューロンの浸透圧依存的な侵害性応答を可能にしていると考えられる。現在、浸透圧に応答するアラトスタチンC産生ニューロンを探索し、候補ニューロンの絞り込みを行なっている。また、Belly rollとAstC-R2が極めて類似した機能をもつことから、両者が物理的に相互作用する可能性についても検証を進めている。