摂食制御に関わる神経細胞群を制御する生理活性物質の検索

• Project/Area Number: 21659051
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General physiology
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 桜井 武 金沢大学, 医学系, 教授 (60251055)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2010: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2009: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: オレキシン / 睡眠 / 覚醒 / 電気生理学 / カルシウムイメージング / 摂食行動 / 神経ペプチド / NPY / 電気生理

Research Abstract

摂食行動に深い関連のある視床下部弓状核のニューロペプチドY(NPY)産生ニューロンおよびPOMCニューロン、オレキシンニューロンをもちいて、それらに影響を与える脳内ペプチドを探索することを目指した。それぞれの細胞にGFPを特異的に発現させたマウスを用意し、パッチクランプによる記録を試みた。この系にラット脳から精製したペプチド分画を作用させ、発火や膜電位に影響をあたえる分画をスクリーニングした。
当初、系の立ち上げのために、オレキシンニューロンをもちいてスクリーニングを試みた。HPLCフラクションに含まれる爽雑物によって、アーティファクトが生じてしまうことがわかり、精製方法や、HPLCのバッファー、投与方法などを工夫してアーティファクトの軽減を試みた。一方、orexin-YC2.1マウスをもちいて、カルシウムイメージングによってスクリーニングをすることも試みた。これらの工夫により、ラット脳から、コレシストキニンやノシセプチンなどを単離することに成功した。
一方、作業の過程でオレキシンニューロンがオーファン受容体BRS3を発現していることが明らかになり、それを報告した。この系でBRS3の内因性リガンドをスクリーニングできることが明らかになったので、ラット脳のペプチド分画のHPLCフラクションをもちいてスクリーニングを行った。しかし、既知のペプチドによるシグナルが大きいため、BRS3によるシグナルとの見分けが困難であった。BRS3欠損マウスとorexin-YC2.1マウスを交配させたえられたダブルトランスジェニックマウスの脳スライスをもちいて、orexin-YC2.1マウスから調整した脳スライスによる応答パターンとの比較からBRS3特異的なシグナルを検出することが可能になり、現在精製に向けて作業中である。

Research Products

• [Journal Article] Critical role of neuropeptides b/w receptor 1 signaling in social behaviorand fear memory. (2011)
  • Author(s): Nagata-Kuroiwa R, et al.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 6(2)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Decreased intake of sucrose solutions in orexin knockout mice. (2011)
  • Author(s): Matsuo E, et al.
  • Journal Title: J Mol Neurosci. Volume: 43(2) Pages: 217-224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential roles of orexin receptor-1 and -2 in regulation of non-REMand REM sleep (2011)
  • Author(s): Mieda M, et al.
  • Journal Title: J.Neurosci. Volume: In press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Connectomics of Orexin-producing Neurons : Interface of Systems of Emotion, Energy Homeostasis and Arousal (2011)
  • Author(s): Sakurai T, et al.
  • Journal Title: Trend in Pharmacological Sciences Volume: In press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Orexin neurons are indispensable for stress-induced thermogenesis inmice. (2010)
  • Author(s): Zhang W, et al.
  • Journal Title: J Physiol. Volume: 588(Pt 21) Pages: 4117-4129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ectopic overexpression of orexin alters sleep/wakefulness states and muscle tone regulation during REM sleep in mice. (2010)
  • Author(s): Willie JT, et al.
  • Journal Title: J Mol Neurosci. Volume: 43(2) Pages: 155-161
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The orexin system : roles in sleep/wake regulation. (2010)
  • Author(s): Sakurai T, et al.
  • Journal Title: Ann N Y Acad Sci. Volume: 1200 Pages: 149-161
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of Bombesin Receptor Subtype-3 influences Activity of Orexin Neurons by both direct and indirect Pathways. (2010)
  • Author(s): Furutani, N., et al.
  • Journal Title: J.Mol.Neurosci. (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histamine-1 receptor is not required as a downstream effector of orexin-2 receptor in maintenance of basal sleep/wake states. (2010)
  • Author(s): Hondo, M.
  • Journal Title: Acta Physiol(Oxf) (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypothalamic orexin stimulates feeding-associated glucose utilization in skeletal muscle via sympathetic nervous system. (2009)
  • Author(s): Shiuchi, T., et al.
  • Journal Title: Cell Metab 10 Pages: 466-480
  • Peer Reviewed
• [Presentation] QRFP欠損マウスにみられた低体重と摂食量減少及び不安様行動と欝様行動 (2011)
  • Author(s): 岡本紀太郎、原淳子、高雄啓三、宮川剛、酒井寿郎、柳沢正史、桜井武
  • Organizer: 第88回日本生理学会大会 第116回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] グリシンによるオレキシン作動性ニューロンの抑制 (2011)
  • Author(s): 本堂茉莉、古谷直生、山崎美和子、渡辺雅彦、桜井武
  • Organizer: 第88回日本生理学会大会 第116回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] 薬理遺伝学的なオレキシン神経の活動制御による睡眠/覚醒状態の変化 (2011)
  • Author(s): 佐々木功、鈴木美佳、三枝理博、桜井武
  • Organizer: 第88回日本生理学会大会 第116回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] オレキシン神経と視索前野GABA神経の組織的および機能的連関について (2011)
  • Author(s): 辻野なつ子、齋藤夕貴、本堂茉莉、三枝理博、桜井武
  • Organizer: 第88回日本生理学会大会 第116回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] オレキシン1受容体、2受容体め活性化はノンレム、レム睡眠に対し異なる効果を及ぼす (2011)
  • Author(s): 長谷川恵美、三枝理博、木佐貫泰、柳沢正史、桜井武
  • Organizer: 第88回日本生理学会大会 第116回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] SCN以外の前脳腹側部のおけるBMAL1の発現が自発活動の詳細な概日パターンを形成する (2011)
  • Author(s): 三枝理博、長谷川恵美、ケサリスニコレツタ、田中光一、桜井武
  • Organizer: 第88回日本生理学会大会 第116回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] NPB/NPW receptorlの社会行動と恐怖記憶における役割 (2011)
  • Author(s): 黒岩ルビー、古谷直生、原淳子、阿部友美、本池俊行、三枝理博、柳川右千夫、桑木共之、柳沢正史、桜井武
  • Organizer: 第88回日本生理学会大会 第116回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] Orexin neurons at interface of energy homeostasis, emotion, and sleep/wakefulness states. (2010)
  • Author(s): Sakurai, T.
  • Organizer: 5th International Peptide Symposium in conjuncts on with 47th Japanese Peptide Symposium
  • Place of Presentation: 京都国際会議場、京都(招待講演)
  • Year and Date: 2010-12-04
• [Presentation] オレキシンによる睡眠覚醒の制御機構 (2010)
  • Author(s): 桜井武
  • Organizer: 金沢大学薬学シンポジウム2010～生物時計の謎に挑む
  • Place of Presentation: 金沢大学、石川(招待講演)
  • Year and Date: 2010-12-02
• [Presentation] オレキシンニューロンのコネクトミクス:各種モデルマウスによる解析 (2010)
  • Author(s): 桜井武
  • Organizer: 第20回日本臨床精神神経薬理学会・第40回日本神経精神薬理学会合同年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター、宮城(招待講演)
  • Year and Date: 2010-09-16
• [Presentation] 睡眠・覚醒状態の制御機構におけるオレキシンによる睡眠・覚醒の制御機構およびエネルギー恒常性への関与 (2010)
  • Author(s): 桜井武
  • Organizer: 第8回メタボリツクシンドロームカンファレンス
  • Place of Presentation: 京都大学医学部芝蘭会館、京都(招待講演)
  • Year and Date: 2010-07-17
• [Presentation] 睡眠・覚醒状態の制御機構におけるオレキシン産生ニューロンの役割 (2010)
  • Author(s): 桜井武
  • Organizer: 第35回日本睡眠学会定期学術集会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場、愛知(招待講演)
  • Year and Date: 2010-07-01
• [Presentation] オレキシン神経欠損マウスにおけるノルアドレナリン神経活動の解析 (2010)
  • Author(s): 辻野なつ子、常松友美、山中章弘、小山純正、桜井武
  • Organizer: 第87回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 盛岡市民文化ホール、岩手
  • Year and Date: 2010-05-19
• [Presentation] 睡眠覚醒状態の維持機構におけるオレキシンニューロンの役割 (2010)
  • Author(s): 桜井武
  • Organizer: 第87回日本生理学会大会 シンポジウム7
  • Place of Presentation: 盛岡市民文化ホール、岩手(招待講演)
  • Year and Date: 2010-05-19
• [Presentation] 扁桃体におけるNpBWR 1の役割 (2010)
  • Author(s): 桜井武
  • Organizer: 第7回GPCR研究会
  • Place of Presentation: 未来館ホール、東京(招待講演)
  • Year and Date: 2010-05-07
• [Presentation] Orexin as a waking substance. (2010)
  • Author(s): Sakurai, T.
  • Organizer: Turkish-Japanese Sleep Forum 2010
  • Place of Presentation: Crown Plaza, Izmir, Turky(招待講演)
  • Year and Date: 2010-05-03
• [Presentation] Roles of orexins in regulation of energy homeostasis. Symposium of the (2010)
  • Author(s): Sakurai, T
  • Organizer: 14^<th> International Congress on Endocrinology
  • Place of Presentation: 京都国際会議場、京都
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] A decade of research on orexin. The 36^<th> Congress of the International Union of Physiological Sciences (2009)
  • Author(s): Sakurai, T
  • Organizer: The 36^<th> Congress of the International Union of Physiological Sciences
  • Place of Presentation: 京都国際会議場、京都
  • Year and Date: 2009-07-29
• [Presentation] Orexin : a neuropeptide at the interface of emotion, metabolism and sleep/wake states. (2009)
  • Author(s): Sakurai, T
  • Organizer: Satellite Symposium of the 9^<th> International Symposium on VIP, PACAP and Related Peptide
  • Place of Presentation: 屋久島いわさきホテル、鹿児島
• [Book] 睡眠の科学・なぜ眠るのか なぜ目覚めるのか (2010)
  • Author(s): 櫻井武
  • Total Pages: 248
  • Publisher: 講談社ブルーバックス
• [Remarks]
  • URL: http://web.kanazawa-u.ac.jp/~med05/