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視床下部ペプチド作動性神経活動の光操作による本能行動発現制御

Research Project

Project/Area Number 11J03531
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Neurochemistry/Neuropharmacology
Research InstitutionNagoya University (2013)
National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities (2011-2012)

Principal Investigator

常松 友美  名古屋大学, 環境医学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsオレキシン / メラニン凝集ホルモン / オプトジェネティクス / ノンレム睡眠 / レム睡眠 / チャネルロドプシン2 / アーキロドプシン / メラノプシン / 徐波睡眠 / ハロロドプシン / アーキロドプシン3
Research Abstract

睡眠覚醒は個体でのみ生じる生理現象のため、睡眠覚醒の本質を理解するためには個体レベルでの研究が必要不可欠である。そこで本研究では、オプトジェネティクスを適用することで、睡眠覚醒調節において非常に重要な役割を担うオレキシン産生神経(オレキシン神経)、およびメラニン凝集ホルモン産生神経(MCH神経)活動を光によって制御し、個体におけるオレキシン神経、およびMCH神経の生理的意義を詳細に解析することを目的としている。
平成25年度は、オレキシン神経活動を抑制するために、オレキシン神経特異的に緑色光活性化プロトンポンプであるアーキロドプシンTP009系統(ArchT)を発現する遺伝子改変マウスの作製に成功した。この遺伝子改変マウスに対し、光ファイバーを介し、緑色光を1時間照射し続けたところ、活動期である暗期において、覚醒時間が有意に減少することが明らかとなった。このことは、オレキシン神経活動が覚醒状態の維持において、大変重要な役割を果たすことを示唆している。本研究で得られた結果は、Behavioural Brain Research誌に単独筆頭著者として発表した。また、MCH神経活動を活性化、あるいは抑制するために、MCH神経特異的に青色光活性化タンパク質であるチャネルロドプシン2(ChR2)、あるいはArchTを発現する遺伝子改変マウスの作成にも成功している。これらの遺伝子改変マウスを用いて、MCH神経活動を活性化するとレム睡眠時間が有意に増加した。一方、MCH神経を抑制しても睡眠覚醒サイクルに影響は見られなかった。このことから、MCH神経の活動はレム睡眠調節において、レム睡眠を誘導するために十分条件ではあるが、必要条件ではないことが明らかとなった。本研究で得られた結果は、The Journal of Neuroscience誌に単独筆頭著者として投稿し、二度目のリバイス中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

交付申請書に記載した平成25年度の研究計画では、新規作成した遺伝子改変マウスを用いたin vivoでのオレキシン神経活動制御を行う予定としていた。本研究に関しては、Behavioural Brain Research誌に発表している。さらに、メラニン凝集ホルモン神経活動の制御にも成功し、The Journal of Neuroscience誌に投稿中である。以上のことから、当初の計画以上に進展したと言える。

Strategy for Future Research Activity

本研究は順調に進展したと考えている。

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Conditional ablation of orexin/hypocretin neurons : A new mouse model for the study of narcolepsy and orexin system function.2014

    • Author(s)
      Tabuchi S, Tsunematsu T, Black SW, Tominaga M, Maruyama M, Takagi K, Minokoshi Y, Sakurai T, Kilduff TS, Yamanaka A
    • Journal Title

      The Joumal of Neuroscience

      Volume: (in press) Issue: 19 Pages: 6495-6509

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0073-14.2014

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chronic alterations in monoaminergic cells in the locus coeruleus in orexin neuron-ablated narcoleptic mice.2013

    • Author(s)
      Tsujino N, Tsunematsu T, Uchigashima M, Konno K, Yamanaka A, Kobayashi K, Koyama Y, Sakurai T
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8(7)

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of inhibitory serotonergic inputs to orexin/hypocretin neurons on the diurnal rhythm of sleep and wakefulness.2013

    • Author(s)
      Tabuchi S, Tsunematsu T, Kilduff TS, Sugio S, Tanaka KF, Takahashi S, Tominaga M, Yamanaka A
    • Journal Title

      Sleep

      Volume: 36(9) Issue: 9 Pages: 1391-1404

    • DOI

      10.5665/sleep.2972

    • Related Report
      2013 Annual Research Report 2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Long-lasting silencing of orexin/hypocretin neurons using archaerhodopsin induces slow-wave sleep in mice.2013

    • Author(s)
      Tsunematsu T, Tabuchi S, Tanaka KF, Boyden ES, Tominaga M, Yamanaka A
    • Journal Title

      Behavioural Brain Research

      Volume: 255 Pages: 64-74

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2013.05.021

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ectopic expression of melanopsin in orexin/hypocretin neurons enables control of wakefulness of mice in vivo by blue light2013

    • Author(s)
      Tsunematsu T, Tanaka KF, Yamanaka A, Koizumi A
    • Journal Title

      Neurosci Res

      Volume: 75(1) Issue: 1 Pages: 23-28

    • DOI

      10.1016/j.neures.2012.07.005

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Role of Orexin/Hypocretin in the Central Nervous System and Peripheral Tissues.2012

    • Author(s)
      Tsunematsu T, Yamanaka A
    • Journal Title

      Vitamin and Hormones

      Volume: 89 Pages: 19-33

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-394623-2.00002-0

    • ISBN
      9780123946232
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acute optogenetic silencing of orexin/hypocretin neurons induces slow-wave sleep in mice2011

    • Author(s)
      Tsunematsu T, Kilduff TS, Boyden ES, Takahashi S, Tominaga M, Yamanaka A
    • Journal Title

      J Neurosci

      Volume: 31(29) Issue: 29 Pages: 10529-10539

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0784-11.2011

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光遺伝学を用いた睡眠覚醒制御に関わる視床下部神経活動の操作2014

    • Author(s)
      常松友美, 山中章弘
    • Organizer
      第87回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター (宮城県)
    • Year and Date
      2014-03-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Optogenetic manipulation of melanin-concentrating hormone (MCH) neurons -Implications in the regulation of REM sleep2014

    • Author(s)
      常松友美
    • Organizer
      第6回NAGOYAグローバルリトリート
    • Place of Presentation
      あいち健康プラザ (愛知県)
    • Year and Date
      2014-02-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Long time silencing of orexin/hypocretin neurons using archaerhodopsin induces slow-wave sleep in mice2013

    • Author(s)
      Tomomi Tsunematsu, Sawako Tabuchi, Edward S. Boyden, Kenji F. Tanaka, Akihiro Yamanaka
    • Organizer
      Neuroscience 2013
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center (San Diego)
    • Year and Date
      2013-11-12
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] The effect of optogenetic manipulation of melanin-concentrating hormone (MCH)- producing neurons on the regulation of sleep/wakefulness2013

    • Author(s)
      Tomomi Tsunematsu, Sawako Tabuchi, Kenji F. Tanaka, Akihiro Yamanaka
    • Organizer
      Optogenetics 2013
    • Place of Presentation
      慶応大学 (東京都)
    • Year and Date
      2013-09-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 光遺伝学「オプトジェネティクス」を用いた睡眠覚醒調節メカニズムの解明2013

    • Author(s)
      常松友美
    • Organizer
      名古屋大学若手女性研究者サイエンスフォーラム
    • Place of Presentation
      名古屋大学 (愛知県)
    • Year and Date
      2013-08-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] オレキシン神経活動操作と運命制御による睡眠覚醒調節機構の解明2013

    • Author(s)
      山中章弘、常松友美、田淵紗和子
    • Organizer
      第155回日本獣医学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Timing-controlled ablation of orexin neurons results in hypoactivity and obesity without increase in food intake : new model mice for narcolepsy2013

    • Author(s)
      Tomomi Tsunematsu, Yasunori Takayama, Makoto Tominaga, Akihiro Yamanaka
    • Organizer
      The 36^<th> NAITO CONFERENCE
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ (北海道)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Optogenetic manipulation of orexin neuronal activity affects sleep/wakefulness state in mice2012

    • Author(s)
      Tomomi Tsunematsu
    • Organizer
      The 7^<th> Asian Sleep Research Society Congress
    • Place of Presentation
      Taipei International Conference Center (台湾)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-12-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Opotogenetic manipulation of the hypothalamic peptidergic neurons control instinctive behaviors2012

    • Author(s)
      Tomomi Tsunematsu
    • Organizer
      National Taiwan University Seminar
    • Place of Presentation
      台湾大学(台湾)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-11-30
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] オプトジェネティクスによる睡眠覚醒制御2012

    • Author(s)
      常松友美、山中章弘
    • Organizer
      第7回NIBBバイオイメージングフォーラム
    • Place of Presentation
      基礎生物学研究所(愛知県)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-11-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] オプトジェネティクスを用いた神経活動操作と睡眠覚醒制御2012

    • Author(s)
      常松友美、山中章弘
    • Organizer
      機構若手分野間連携プロジェクト合同ミーティング
    • Place of Presentation
      基礎生物学研究所(愛知県)
    • Year and Date
      2012-08-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Long time silencing of orexin/hypocretin neuronal activity using optogenetics in a rchaerhodopsin-3-expressing transgenic mice2012

    • Author(s)
      Tomomi Tsunematsu, Makoto Tominaga, Edward S. Boyden, Thomas S. Kilduff, Akihiro Yamanaka
    • Organizer
      8^<th> FENS Forum of European Neuroscience
    • Place of Presentation
      International Convention Center (Barcelona, Spain)
    • Year and Date
      2012-07-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] オプトジェネティクスを用いた長時間神経活動操作と睡眠覚醒制御2012

    • Author(s)
      常松友美、山中章弘
    • Organizer
      第37回定期学術集会日本睡眠学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-06-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] オプトジェネティクスを用いた長時間神経活動抑制と睡眠覚醒制御2012

    • Author(s)
      常松友美、山中章弘
    • Organizer
      第4回光操作研究会
    • Place of Presentation
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] オプトジェネティクスを用いた長時間神経活動抑制と睡眠覚醒制御2012

    • Author(s)
      常松友美、Edward S. Boyden、富永真琴、山中章弘
    • Organizer
      第59回中部日本生理学会
    • Place of Presentation
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Optogenetic manipulation of the activity of orexin neurons controls sleep/wakefulness state in mice2011

    • Author(s)
      Tomomi Tsunematsu
    • Organizer
      The 6^<th> World Congress of the World Sleep Federation
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都府)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-19
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] オプトジェネティクスを用いた睡眠覚醒調節に関わる神経系の役割の解明2011

    • Author(s)
      常松友美、山中章弘
    • Organizer
      2011年度包括脳ネットワーク夏のワークショップ
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      2011-08-23
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] オプトジェネティクスを用いた睡眠覚醒制御2011

    • Author(s)
      常松友美
    • Organizer
      第一回睡眠研究会
    • Place of Presentation
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
    • Year and Date
      2011-07-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] The transcriptome profiling of orexin/hypocretin neurons using microarray2011

    • Author(s)
      常松友美、富永真琴、山中章弘
    • Organizer
      日本睡眠学会第36回定期学術集会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都府)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] オプトジェネティクス-光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線-2013

    • Author(s)
      常松友美, 山中章弘
    • Total Pages
      11
    • Publisher
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/contents/release/entry/2011/07/post-183.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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