マウスの研究で運動におけるドパミンの役割の理解が進む
本研究は、ドパミンが運動において果たす役割に新たな光を当て、パーキンソン病（PD）の理解と治療に貢献するものである。ドパミンは、脳内の化学伝達物質であり、通常は快楽や報酬の感覚に関連しているが、ポルトガル・リスボンにあるシャンパリモー・センター・フォー・ジ・アンノウン（Champalimaud Centre for the Unknown）の研究により、運動におけるその重要な役割が明らかにされた。PDは、ドパミン神経細胞が徐々に失われる病状であり、運動の強さや速さが低下するが、この研究はドパミンのシグナルが運動の長さに直接影響を与えることを示している。
本研究の筆頭著者、マルセロ・メンドンサ（Marcelo Mendonça）は、ドパミンが報酬や快楽と密接に関連しているが、PDの患者にとっては運動の障害が生活の質に最も影響を与えると指摘している。PDでは、症状が体の一方にまず現れ、その後反対側に現れることが多い。この研究では、ドパミン神経細胞が単に運動を促すだけでなく、体の反対側の運動を特に強化するという説を探求した。
研究チームは、マウスが片方の前足でレバーを押して報酬を得る行動タスクを開発し、マウスの脳内で何が起こっているかを理解するために一光子イメージングを使用した。彼らは、マウスを遺伝子操作しドパミン神経細胞が活動すると光る特別なタンパク質を用いて、マウスが前足を動かしたり報酬を得たりする際に、どの神経細胞が活動しているかを観察した。
この研究では、運動によって興奮する神経細胞が、マウスが脳の観察されている側と反対の前足を使うときにより活発になることが分かった。例えば、右側の脳を観察している場合、マウスが左前足を使うと神経細胞がより活発になる。さらに、これら運動関連の神経細胞の活動は、運動の開始だけでなく、運動の長さ（レバーを押す回数）をも符号化していることが明らかになった。
ドパミンを失うことが運動にどのように影響するかを調査するため、研究者らは神経毒を用いてマウスの脳の一方の側のドパミン生成細胞を選択的に減少させた。これにより、ドパミンが少なくなるとマウスがどのようにレバーを押すかを観察でき、ドパミンが減少した側と反対側の前足でのレバー押し回数が減少することが分かったという。
主任研究者であるルイ・コスタ教授は、運動関連のドパミン神経細胞は単に運動への一般的な動機付けを提供するだけでなく、反対側の四肢における一連の運動の長さを調節する可能性があると述べている。一方、報酬関連のドパミン神経細胞の活動はより普遍的であり、特定の側を優先することはない。これは、以前に考えられていたよりも複雑な運動におけるドパミン神経細胞の役割を明らかにするものである。コスタ教授は、PD患者に見られる様々な症状が、失われたドパミン神経細胞のタイプに関連している可能性があると考えており、特に脳内に異なるタイプの遺伝的に定義されたドパミン神経細胞が存在することが分かっている今、病気の管理戦略をより個別化することができる可能性があると述べている。
出典は『Current Biology』
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982224001040
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