意欲行動に関わる視床神経回路素子の構造と機能の解明

阐明参与意志行为的丘脑神经回路元件的结构和功能

• 批准号: 22K06452
• 负责人: 宮坂 信彦
• 金额: $ 2.75万
• 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 Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06452/
• 关键词: 脳; 神経回路; 視床; 行動; ゼブラフィッシュ; 学習; 記憶; モチベーション; 匂い; 連合学習; 新奇環境

動物は生きるために索餌・摂食し、外敵から身を守り、さらに種の保存のために子孫を残す。このような動物の基本的な行動にも、根源的な意志の力である意欲が重要な役割を果たしている。これまでに、熱帯魚ゼブラフィッシュの腹内側視床において、神経ペプチドcrh（副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン）を発現する特定のニューロン集団が意欲行動とリンクして活性化することを見出している。本研究では腹内側視床crhニューロンが構成する神経回路の構造と機能を明らかにするために、遺伝子工学的な回路の可視化および機能操作が可能なトランスジェニック系統の作製を行った。まず遺伝子発現解析により、腹内側視床crhニューロンは、視床領域にありながら、終脳のマーカーとして知られるT-box型転写因子を発現することを見出した。また、視索前野や視床下部に存在するcrhニューロンはこの遺伝子を発現していないことを確認した。そこで、Cre/loxPシステムを用いた細胞タイプ特異的な遺伝子操作を行うため、DNA組換え酵素をコードするCre遺伝子をT-box転写因子の遺伝子座に挿入したトランスジェニック系統を作製した。crhニューロン特異的に蛍光タンパク質を発現し、かつCre依存的に蛍光タンパク質の種類を赤色から緑色に変換できるloxPリポーター系統と交配したところ、腹内側視床のcrhニューロンを視索前野や視床下部のcrhニューロンと区別して標識することができた。以上のように、腹内側視床crhニューロンの神経接続の詳細な解析に向けて、有用な遺伝子工学的ツールを得ることができた。

动物进食和进食以生存，保护自己免受外部敌人的侵害，并留下后代以保护物种。意志力的基本力量在这些动物的基本行为中起着重要作用。迄今为止，我们发现某些表达神经肽CRH的神经元种群（促肾上腺皮质激素释放激素）与热带鱼斑马鱼的腹侧丘脑中的雄心勃勃的行为相关联并激活。在这项研究中，我们创建了一条能够可视化和操纵基因工程回路的转基因线，以阐明由腹膜丘脑CRH神经元组成的神经回路的结构和功能。首先，通过基因表达分析，我们发现腹侧丘脑CRH神经元表达T-box型转录因子，尽管位于丘脑区域，但称为端脑的标记。我们还证实，前场和下丘脑中存在的CRH神经元没有表达该基因。因此，为了使用CRE/LOXP系统进行细胞类型特异性遗传操作，准备了一个转基因线，其中将编码DNA重组酶的CRE基因插入T-box转录因子的基因座。当我们与LOXP报告基因线越过，该系列表达荧光蛋白在CRH神经元中特别表达荧光蛋白，并且可以以CRE依赖性的方式将荧光蛋白的类型从红色转化为绿色，我们能够将CRH神经元在丘脑中丘脑中的CRH Thalamus中标记，并在peroptic Field和Peroptic Field和Phypothalamus中的CRH神经元中标记。如上所述，已经获得了有用的基因工程工具，以详细分析腹膜丘脑CRH神经元中的神经连接。

项目成果

A neural substrate for motivated behavior in zebrafish

斑马鱼动机行为的神经基质

• 发表时间: 2022
• 作者: Miyasaka N;Yoshihara Y
• 通讯作者: Yoshihara Y