論文内容要旨

論文内容要旨

論文題名 Optogenetic stimulation of 5-HT neurons in the median raphe nucleus affects anxiety and respiration（正中縫線核5-HT神経の光遺伝学的刺激は不安と呼吸 に影響する）

掲載雑誌名 THE SHOWA UNIVERSITY JOURNAL of MEDICAL SCIENCES 2019年

生理系生理学生体調節機能学分野 大熊 公樹

内容要旨

不安は呼吸に影響し、内部環境を攪乱させる。しかしながら、不安関連呼吸調節に関する 神経機構は不明である。最近、正中縫線核においてセロトニン（5-HT）神経が不安を誘発 することが報告された。そこで、我々は、不安と呼吸調節に対する正中縫線核の5-HT神 経の寄与を明らかにすることを目的として本研究を行った。中枢5-HT神経に光活性化陽 イオンチャネルである変異型チャネルロドプシン２（ChR2[C128S]-EYFP）を発現させたマ ウスを作成し、対照群として同チャネルを発現していないマウスを用いて実験を行った。

三種混合麻酔下のマウス正中縫線核の直上に光ファイバーを刺入し、1週間以上の回復期 間をおいて実験を行った。呼吸はホールボディプレチスモグラフを用いて測定し、その３ 日後以降に不安様行動は高架式十字迷路試験を用いて測定した。光刺激は、あらかじめ刺 入しておいた光ファイバーにワイヤレス受信器を装着し、1分間隔で青色光と黄色光を交 互に５回ずつ１０分間照射して行った。ChR2[C128S]-EYFPを発現させたマウスにおいて、

組織学的な検討を行い、中脳-橋の正中縫線核や背側縫線核にChR2[C128S]-EYFPの発現を 確認した。呼吸については、青色光照射が呼吸数と分時換気量を増加させ、１回換気量に は影響しないこと、黄色光照射時はその効果が減弱していることが明らかとなった。高架 式十字迷路試験については、青色光照射が移動距離を変えることなくオープンアームの滞 在時間を減少させること、黄色光照射時はその効果が減弱していることが明らかとなっ た。これらの結果から、正中縫線核の5-HT 神経の活性が、行動量を変えることなく不安 様行動を増加させ、呼吸リズムを亢進させて換気を増加させることが示唆され、正中縫線 核の5-HT神経の活性は不安関連呼吸応答に類似した応答を引き起こすことが示唆され た。