うつ症状の原因は未だ不明ですが、近年複数の脳領域間におけるコミュニケーション（機能的なやり取り）の障害が原因である可能性が示唆されています。特に最近、情動を司る大脳辺縁系に属する脳領域間のコミュニケーションがポジティブな気分の維持に関わる可能性が報告されています。脳領域間の効果的なコミュニケーションは、ガンマリズムと呼ばれる一秒間に30回以上も繰り返される神経の活動パターンを介すると報告されています。うつ病にも用いられる薬であるケタミンが脳内のガンマリズムを増強する事実も、うつ病と大脳辺縁系のガンマリズムの関連を示唆します。加えて近年、大脳辺縁系の嗅球という匂いを感じる脳部位が脳全体のガンマリズムの発生源であることが報告されました。実は昔から嗅球を摘出された動物がうつ病様症状を示すことは知られていました。実際我々も嗅球の摘出が脳全体のガンマリズムを減弱すること、同時に不安様行動などうつ病様症状が生じることを確認しました。しかしながら嗅球摘出は、ガンマリズムの減弱だけでなく、嗅球神経細胞の喪失や脳損傷による炎症反応等も同時に生じるため、それらのいずれがうつ病様症状の原因であるかは分かりません。そこで本研究は、嗅球由来のガンマリズムを選択的に操作することにより「うつ病様症状の原因はガンマリズムを介した脳領域間のコミュニケーション障害である」、という仮説の検証に挑みました。

　まずラットにおいて、嗅球由来の情報伝達を選択的かつ可逆的に阻害する実験を行いました。その結果、嗅球から梨状皮質という脳領域へのシナプス伝達を遺伝学と光照射分子不活性化法を組み合わせた手法で選択的に弱めた場合に、嗅球―梨状皮質間の主としてガンマリズムを介したコミュニケーションが減弱し、うつ病様症状が生じることが分かりました。次に、より直接的なガンマリズムへの介入実験を行いました。その結果、高時間精度の脳深部刺激でガンマリズムを特異的に標的して阻害するとうつ病様症状が生じたことから、嗅球―梨状皮質間のコミュニケーション障害がうつ病様症状を生じる十分条件であると分かりました。さらに、ケタミンの投与や高時間精度の脳深部刺激によってその障害を修復することで、リポ多糖の全身投与で誘発したうつ病モデルラットの症状を軽減させることに成功しました。

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