サル脳内に「やる気」スイッチ、目で見て操作…京大グループ

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京都大学霊長類研究所
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  • サルの脳内に発現した人工受容体のPETによるイメージング
 京都大学霊長類研究所の高田昌彦教授、井上謙一助教らの研究グループは、サルの脳内に発現させた人工受容体を生体で画像化する技術を世界で初めて確立。高次脳機能研究の飛躍的な進展が期待されている。

 研究は、京都大学の霊長類研究所の高田昌彦教授、井上謙一助教らの研究グループが、量子科学技術研究開発機構、米国国立精神衛生研究所と共同で実施したもの。霊長類の脳において遺伝子導入によって発現させた人工受容体を画像化する技術を確立。さらに、人工受容体が標的部位に発現していることを確認したサルに、特定の薬剤を全身投与することで価値判断行動を変化させることにも成功した。

 これまでは、標的となる神経細胞集団に狙い通り受容体が発現しているかを確認するために、すべての実験終了後に脳組織標本を作製して確認する必要があった。そのため利用できる個体数が限られるなどの理由から、脳機能操作に成功した研究例はごく少数だった。

 共同研究では、人工受容体遺伝子を組み込んだウイルスベクター(ウイルスが持つ細胞への感染性を利用し、病原性に関する遺伝子に代わり外来の目的遺伝子を組み込んだもの)をサルの特定の脳部位の神経細胞集団に感染させ、発現した人工受容体をPET(陽電子断層撮影法)により、画像化。発現のタイミングや位置、範囲、強さを生きたまま評価することに成功した。

 そして、脳深部にある運動機能や意思決定などに関与する線条体という一部の神経細胞群に人工受容体を発現させ、受容体に作用する薬剤を全身投与。神経活動を「スイッチ・オフ」にしたところ、それまでサルが問題なくこなしていた報酬量に基づく「価値判断」に関わる行動が障害されたことから、この線条体領域が価値判断を担っていることが確認できたという。

 この研究成果により、ヒトを含む霊長類の高次脳機能研究の加速化や、精神・神経疾患に対する新たな遺伝子治療法の開発への貢献が期待される。研究成果は、12月6日午後7時に「Nature Communications」に掲載された。
《外岡紘代》

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