視床前野のグルタミン酸系は、母性経験のある雌ラットにおける母性行動の保持に関与していると考えられる

The glutamatergic system in the preoptic area is involved in the retention of maternal behavior in maternally experienced female rats.

• Eri Okino
• Sayaka Morita
• Yumi Hoshikawa
• Shinji Tsukahara

抄録

母性経験のある雌ラットは、母性行動の保持のメカニズムはよく理解されていませんが、母性経験の獲得後、長い間高い母性行動性能を示しています。内側前頭前野（MPOA）は、雌ラットの母性行動の発現と維持に重要な役割を果たしています。我々は、雌ラットの母性行動の保持のために、母性経験がMPOAにおけるグルタミン酸系に影響を与えるかどうかを明らかにすることを目的とした。まず、産後の母性経験が興奮性グルタミン酸神経伝達のシナプス後成分である樹状突起棘に及ぼす影響を調べるために、離乳まで母性経験があった原始母体（十分に経験がある母体）と、分娩日に子離れした原始母体（十分に経験がない母体）のMPOA神経細胞上の樹状突起棘の数を調べました。その結果、十分に経験を積んだ母親の方が、十分に経験を積んでいない母親に比べて、キノコの棘の数が有意に多かったが、他の種類の棘はなかった。次に、産後の母体経験がイオントロピックグルタミン酸受容体の発現に及ぼす影響を調べるために、脳サンプリングまで仔を飼育していた原始雌ラットのMPOAにおけるAMPA受容体サブユニット（GluA1-A4）およびNMDA受容体サブユニット（GluN1、GluN2A-2D）のmRNAレベルを測定した。その結果、GluA3とGluN2BのmRNAレベルは、離乳日の初産期雌ラットでは分娩日の初産期雌ラットに比べて有意に高いことがわかった。さらに、MPOAに注入したCNQX、AMPA受容体アンタゴニスト、MK-801、NMDA受容体アンタゴニストの効果を検討した。CNQXまたはMK-801をMPOAに注入した場合、母体行動は有意に減少した。これらの知見は、産後の長期的な母体経験が、キノコの棘の数やグルタミン酸受容体の発現を増加させることでグルタミン酸神経伝達をアップレギュレートさせ、母体経験のある雌ラットにおける母体行動の保持に関与している可能性を示唆している。

Maternally experienced female rats show high maternal behavior performance for a long time after acquisition of maternal experience, although the mechanisms responsible for the retention of maternal behavior are not well understood. The medial preoptic area (MPOA) plays an important role in the onset and maintenance of maternal behavior in female rats. We aimed to determine whether maternal experience affects the glutamatergic system in the MPOA for the retention of maternal behavior in female rats. First, to determine the effects of maternal experience in the postpartum period on dendritic spines, which are the postsynaptic component of excitatory glutamatergic neurotransmission, we examined the number of dendritic spines on MPOA neurons of primiparous mothers that had experienced mothering until weaning (sufficiently experienced mothers) and of primiparous mothers that were separated from their pups on the day of parturition (insufficiently experienced mothers). The number of mushroom spines, but not other types of spine, was significantly greater in the sufficiently experienced mothers compared with that in the insufficiently experienced mothers. Next, to determine the effects of maternal experience in the postpartum period on the expression of ionotropic glutamate receptors, we measured the mRNA levels of AMPA receptor subunits (GluA1-A4) and NMDA receptor subunits (GluN1, GluN2A-2D) in the MPOA of primiparous female rats that were kept with pups until brain sampling. As a result, we found that the mRNA levels of GluA3 and GluN2B were significantly higher in primiparous females on the day of weaning compared with those in primiparous females on the day of parturition. Additionally, we examined the effects of CNQX, an AMPA receptor antagonist, and MK-801, an NMDA receptor antagonist, injected into the MPOA on maternal behavior in maternally experienced primiparous female rats. Maternal behavioral activity was significantly reduced when CNQX or MK-801 was injected into the MPOA. These findings indicate that long-term maternal experience in the postpartum period up-regulates glutamatergic neurotransmission by increasing the number of mushroom spines and glutamate receptor expression, which may be involved in the retention of maternal behavior in maternally experienced female rats.

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