これらの結果は、オキシトシンの分泌が雄マウスの養育行動を引き起こすために重要であることが示されていると研究チームでは説明しており、「交尾からパートナーの出産に至るまでの過程において、雄マウスの脳内でオキシトシン神経細胞が活性化しやすくなるような神経回路の変化が起きることで、父親マウスの養育行動が支えられている」という仮説を立て、この仮説を検証するべく2種類の実験で行われたという。
1つ目の実験は、オキシトシン神経細胞に直接入力を送る神経細胞群の特定で、交尾未経験雄マウスと父親マウスのオキシトシン神経細胞のシナプス前細胞群に対する、トランスシナプス標識法を用いた網羅的な比較解析から、「外側視床下部」からの入力が父親では著しく増えていることが判明したほか、このシナプス前細胞が興奮性か抑制性かの調査から、興奮性の入力が増えていることもわかったという。
2つ目の実験は、オキシトシン神経細胞に入力される神経伝達強度の解析で、外側視床下部の興奮性神経細胞を標的とし、光遺伝学と電気生理学的手法を用いた手法で解析が行われたところ、外側視床下部からの興奮性入力が、父親マウスの方が交尾未経験の雄マウスよりも強いことが示されたという。
これら結果は、外側視床下部興奮性神経細胞からオキシトシン神経細胞への入力強度が、父親において増強されていることを示すものだという。ちなみに、研究チームによると、外側視床下部は、これまで養育行動の研究においてはあまり注目されてこなかった脳領域だという。
さらに、父親マウスの外側視床下部が仔との触れ合いで活性化されるのかどうかを、神経活動の指標となる遺伝子c-fosの発現を用いて調べたところ、父親マウスの外側視床下部の神経細胞は仔との触れ合いで活性化されており、またその多くが興奮性神経細胞であることも確認されたという。
加えて、交尾未経験の雄マウスにおいても、外側視床下部の興奮性神経細胞を人為的に活性化し、仔への行動を調べたところ、養育行動こそ出ないものの、仔への攻撃行動が抑制されることを確認。この攻撃行動の抑制はオキシトシンのノックアウトマウスでは起こらなかったことから、外側視床下部は下流のオキシトシン神経細胞の活性化を介して仔への攻撃性を下げる役割を果たすことが示されたとするほか、外側視床下部の活性化だけでは養育行動を生み出せないことから、ほかの神経核からオキシトシン神経細胞へのさまざまな入力が協調的に働くことが、父親の養育行動に必要である可能性が示されたとしている。
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今回の研究から、仔マウスに攻撃的な交尾未経験の雄マウスが、父親マウスになった際に養育行動を見せるようになるのに、オキシトシンがカギを握っていることがわかった (出所:理研Webサイト)
なお、今回の研究から、雄マウスがどうやって父親マウスの脳へと変化していくことが示されることとなったが、具体的にどのような刺激が変化の引き金になっているのかまでは解明に至っておらず、神経回路の変化の背景にある分子・神経メカニズムも不明だという。そのため、今回の成果を踏まえ、オキシトシン神経細胞やほかの細胞群への神経配線も含めた、より包括的な研究が必要になると考えられるとしており、今後さらに研究が進むことで、神経回路の変化を引き起こす要因の解明やその進化的保存性の検討などを通して、ヒトを含む哺乳類の養育行動を支える神経基盤が明らかになるものと期待できるとしている。
