Cortico-preoptic circuit regulating sleep and sedation
Project/Area Number |
22K06476
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 46030:Function of nervous system-related
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Research Institution | Toho University |
Principal Investigator |
山形 朋子 東邦大学, 医学部, 助教 (90584433)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
船戸 弘正 東邦大学, 医学部, 教授 (90363118)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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Keywords | 睡眠 / 鎮静 / アドレナリンα2受容体 / デクスメデトミジン / マウス / 麻酔 / 大脳皮質 / 視床下部 |
Outline of Research at the Start |
鎮静とは、麻酔薬ないしは鎮静薬などにより意識が低下/消失した状態を指す。睡眠も、鎮静と同じく意識の消失を伴うものの、脳の修復的機能、学習促進機能を有し、鎮静とは別の状態であるとされる。鎮静と睡眠はどちらも覚醒とは対極の状態を表すが、鎮静と睡眠を支える神経基盤は同じであるのか、何が鎮静と睡眠の違いを生み出すのかは明らかでない。この研究は、睡眠と鎮静の促進に関与することが示唆されている視床下部と、意識・覚醒レベルの指標となる大脳皮質に着目し、薬理遺伝学・光遺伝学が可能なマウスを対象として、睡眠と鎮静を神経回路レベルから解明することを目指している。
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Outline of Annual Research Achievements |
初年度は、神経活動依存的に発現する遺伝子fosを利用したFos-Cre遺伝子発現システム(TRAP)を用いて、それぞれ鎮静薬デクスメデトミジン投与時、拮抗薬アチパメゾール投与時、麻酔薬投与時、睡眠時に活性化される細胞群を探索した。その結果、鎮静薬デクスメデトミジン投与時に活性化される細胞群として、特に視床、視床下部、中脳、橋を見出した。さらに、赤色蛍光レポーター系統Ai9とcfos抗体染色との組み合わせにより、2つの覚醒ステートの両方、ないしは片方だけ活性化される細胞群を区別することができた。現在、それらの領域について、薬理学的・光遺伝学的操作(DREADD、オプトジェネティクス)、カルシウムセンサーを用いた神経活動計測(ファイバーフォトメトリ)を行い、鎮静および睡眠覚醒への関与について、検証を進めている。特に、視索前野および視索上核については、鎮静薬デクスメデトミジン投与時に活性化された細胞群に対し、オプトジェネティクスを用いた光再活性化実験を行った。その結果、睡眠時再活性化により覚醒が促進された。この結果は、先行研究の薬理学的・光遺伝学的実験の報告とは異なっている。この結果を踏まえ、今後は脳内での探索範囲を広げて、皮質・皮質下で鎮静作用により重要である領域を探る。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り、神経活動依存的に発現する遺伝子fosを利用したFos-Cre遺伝子発現システム(TRAP)を用いて、鎮静時に活性化された視索前野とその周辺領域のニューロン群の選択的神経操作を実施した。 さらに、覚醒状態制御を司るニューロン群のNA受容体発現の検証のため、in situ hybridizationのためのプローブを作製し、そのプローブが機能することを確認した。
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Strategy for Future Research Activity |
引き続き、睡眠時・鎮静時・覚醒時に活性化する視索前野ニューロン群の選択的神経操作を行うとともに、皮質と、鎮静作用のターゲットである青斑核の選択的神経操作を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)