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Physiological role of sustained suppression of neural activity by prostaglandin E2

Research Project

Project/Area Number 22K15225
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 46030:Function of nervous system-related
Research InstitutionHokkaido University (2023)
Nagoya University (2022)

Principal Investigator

Mukai Yasutaka  北海道大学, 医学研究院, 特別研究員(PD) (30908124)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
KeywordsプロスタグランジンE2 / 青斑核 / ノルアドレナリン / ストレス / うつ様行動 / ファイバーフォトメトリー / カルシウムイメージング / 生理活性物質 / 青班核ノルアドレナリン神経 / 神経修飾 / 睡眠覚醒 / EP3受容体 / 陰イオンチャネルロドプシン / 光遺伝学 / 青斑核ノルアドレナリン神経 / 神経活動調節
Outline of Research at the Start

一時的なストレスを受けると、我々は数時間~数日間の持続的な「調子の悪さ」を経験する。この持続的な調子の悪さの原因は、数時間~数日間にだけ生じる「持続的な神経活動の変化」ではないだろうか? 研究代表者はこれまでに、マウス急性脳スライス標本にプロスタグランジンE2(PGE2)を2分間投与すると、青斑核ノルアドレナリン神経の活動が60分間以上持続的に抑制されることを発見した。この時間スケールの対比は、一時的なストレス受容後の持続的な「調子の悪さ」と類似している。そこで本研究ではPGE2による神経活動調節の「持続性」に着目し、神経活動の持続的な抑制がどのような生理機能に重要であるか解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

When we receive temporal stressors, we often feel in a state of "malaise" lasting from hours to days. This prolonged feeling of malaise could be caused by "sustained changes in the activity of neurons". This study has shown that a sustained suppression of the activity in noradrenergic neurons in the locus coeruleus (LC-NA neurons), induced via the prostaglandin EP3 receptor, can be observed not only in lab-prepared brain slices, but also in living organisms after experiencing psychological stressors. The findings suggest that this sustained suppression of the activity in LC-NA neurons, induced by prostaglandin E2, could moderate behaviors after experiencing psychological stressors.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、PGE2によるLC-NA神経活動の持続的な抑制が、心理的ストレス負荷後の行動への影響を緩和する機能を持つ可能性を示した。今後、PGE2の由来やストレスによるPGE2合成の機序、LC-NA神経活動のストレス負荷前後での長期的な変化機序などの研究を進めることができれば、LC-NA神経活動の持続的な抑制を介したPGE2の生理機能のより深い解明に繋がると考えられる。そして心理的ストレス後のうつ様症状の軽減などの新たなアプローチ開発にも知見を与えるものと考えられる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 6 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Prostaglandin E2 Induces Long-Lasting Inhibition of Noradrenergic Neurons in the Locus Coeruleus and Moderates the Behavioral Response to Stressors2023

    • Author(s)
      Mukai Yasutaka、Okubo Tatsuo S.、Lazarus Michael、Ono Daisuke、Tanaka Kenji F.、Yamanaka Akihiro
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 43 Issue: 47 Pages: 7982-7999

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0353-23.2023

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Deficiency of orexin signaling during sleep is involved in abnormal REM sleep architecture in narcolepsy2023

    • Author(s)
      Ito Hiroto、Fukatsu Noriaki、Rahaman Sheikh Mizanur、Mukai Yasutaka、Izawa Shuntaro、Ono Daisuke、Kilduff Thomas S.、Yamanaka Akihiro
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Issue: 41

    • DOI

      10.1073/pnas.2301951120

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Neural mechanisms underlying uninstructed orofacial movements during reward-based learning behaviors2023

    • Author(s)
      Li Wan-Ru、Nakano Takashi、Mizutani Kohta、Matsubara Takanori、Kawatani Masahiro、Mukai Yasutaka、Danjo Teruko、Ito Hikaru、Aizawa Hidenori、Yamanaka Akihiro、Petersen Carl C.H.、Yoshimoto Junichiro、Yamashita Takayuki
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 33 Issue: 16 Pages: 3436-3451

    • DOI

      10.1016/j.cub.2023.07.013

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cre-dependent ACR2-expressing reporter mouse strain for efficient long-lasting inhibition of neuronal activity.2023

    • Author(s)
      Mukai Y, Li Y, Nakamura A, Fukatsu N, Iijima D, Abe M, Sakimura K, Itoi K, Yamanaka A.
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 13(1) Issue: 1 Pages: 3966-3966

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30907-2

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Functional roles of REM sleep2023

    • Author(s)
      Mukai Yasutaka、Yamanaka Akihiro
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 189 Pages: 44-53

    • DOI

      10.1016/j.neures.2022.12.009

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Primary motor cortex drives expressive facial movements related to reward processing in mice2022

    • Author(s)
      Li Wanru、Nakano Takashi、Mizutani Kohta、Kawatani Masahiro、Matsubara Takanori、Danjo Teruko、Mukai Yasutaka、Yamanaka Akihiro、Ito Hikaru、Aizawa Hidenori、Petersen Carl C. H.、Yoshimoto Junichiro、Yamashita Takayuki
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: 1-62

    • DOI

      10.1101/2022.10.28.514159

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Functional Interaction Between GABAergic Neurons in the Ventral Tegmental Area and Serotonergic Neurons in the Dorsal Raphe Nucleus2022

    • Author(s)
      Rahaman Sheikh Mizanur、Chowdhury Srikanta、Mukai Yasutaka、Ono Daisuke、Yamaguchi Hiroshi、Yamanaka Akihiro
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 16 Pages: 808754-808754

    • DOI

      10.3389/fnins.2022.877054

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Prostaglandin E2 induces sustained suppression of noradrenergic neurons in the locus coeruleus to moderate stress response2024

    • Author(s)
      向井康敬、大久保達夫、Michael Lazarus、小野大輔、田中謙二、山中章弘
    • Organizer
      第101回日本生理学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of substances that modulate the activity of noradrenergic neurons in the locus coeruleus2023

    • Author(s)
      向井康敬、Michael Lazarus、永井健治、田中謙二、山中章弘
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Long-term in vivo calcium imaging in orexin neurons with optogenetic activation of dopamine neurons2023

    • Author(s)
      飯嶋大右、向井康敬、山中章弘
    • Organizer
      日本生理学会 第100回記念大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Generation and in vivo functional evaluation of novel ACR2 reporter mice2023

    • Author(s)
      中村明代、向井康敬、李妍、深津紀暁、飯嶋大右、阿部学、﨑村健司、井樋慶一、山中章弘
    • Organizer
      日本生理学会 第100回記念大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 青斑核ノルアドレナリン神経活動を持続的に抑制するプロスタグランジンE2の生理機能2022

    • Author(s)
      向井康敬、ラザルス・ミハエル、永井健治、田中謙二、山中章弘
    • Organizer
      Neuro2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 光遺伝学を用いてドーパミン神経を活性化させた時のオレキシン神経の長時間in vivoカルシウムイメージング2022

    • Author(s)
      飯嶋大右、向井康敬、山中章弘
    • Organizer
      Neuro2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] オレキシン神経の活動記録と睡眠中の活動の役割2022

    • Author(s)
      伊藤洋人、深津紀暁、ラハマン・セイク・ミザン、伊澤俊太郎、向井康敬、小野大輔、Kilduff Thomas、山中章弘
    • Organizer
      Neuro2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 社会的敗北ストレスによって誘導される行動変容における前頭前皮質オキシトシン受容体発現ニューロンの生理機能2022

    • Author(s)
      犬束歩、向井康敬、吉田匡秀、高柳友紀、山中章弘、尾仲達史
    • Organizer
      Neuro2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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