| Project/Area Number |
23KJ0286
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 46030:Function of nervous system-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
正木 みのり 筑波大学, グローバル教育院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 睡眠 / 睡眠要求 / ラマン顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
何故我々は眠くなるのか。睡眠要求の実態を解明することは、眠気を解消し、健康で活動的な生活を送ることへ繋がる魅力的な研究課題である。最新の研究で、睡眠要求が著しく高いSIK3変異とHDAC4変異マウスではNPAS遺伝子の発現が上昇していることが見出された。本研究では、NPASの神経回路を抑制性に制御する働きが、睡眠要求にも関与していることを明らかにするとともに、NPASが睡眠要求上昇時に引き起こす細胞レベルの代謝変化をmultiplex CARS顕微鏡を用いて観察し、新たな切り口から睡眠要求の実態を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
所属研究室では、ランダム点突然変異を持つ膨大な匹数のマウスを用いて、 睡眠異常という表現型をもとに原因遺伝子を探索するスクリーニングに挑戦してきた。これによりノンレム睡眠時間と、睡眠要求の指標となるノンレム睡眠時デルタ波を共に大きく変化させる遺伝子として「SIK3」と「HDAC4」を発見することに成功している。さらに、 SIK3がHDAC4をリン酸化することで転写抑制機能を制御していることが判明し、スクリーニングで別々に見つかった2つの遺伝子が直接関係していることから、このpathwayが睡眠制御において重要な位置を占めることが示唆された。近年、このSIK3とHDAC4の下流に位置する分子としてNPAS4が見つかった。この分子は神経回路を抑制性に制御し記憶や報酬系に関わることが知られているが、睡眠制御における役割は未知であった。
そこで申請者はNPAS4の睡眠制御における役割を明らかにするため、NPAS4ノックアウトマウスや領域特異的にノックアウトさせたマウスにおける睡眠解析を行うと同時に、蛋白質、脂質、核酸の分布や組成変化を検出する強力なツールであるmultiplex CARS顕微鏡を用いて、睡眠要求上昇時に起こる細胞レベルの代謝変化を捉えることを目指している。
本年度は、まずNpas4が睡眠表現型に影響を与えるかどうかを明らかにすることを予定した。そして実際にNPAS4ノックアウトマウスで睡眠解析を行ったところ、睡眠表現型が変化していることが明らかになった。
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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
前述の通り、NPAS4ノックアウトマウスの睡眠解析を行ったところ、NPAS4ノックアウトマウスでは睡眠要求が上昇していることが明らかになり、NPAS4が記憶や報酬系だけでなく睡眠においても重要な役割を担っている可能性が示唆された。さらにmultiplex CARS顕微鏡を用いた観察を次年度以降行うため、本年度は計画通り顕微鏡の作成を行い、初代培養神経細胞の観察を行えるよう組み上げることができた。以上から、概ね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、Npas4が細胞内でどのような機序で睡眠を制御しているかを明らかにするために、Npas4と相互作用する分子のノックダウンで睡眠表現型が変化するかどうかを調べる。加えて、Npas4と睡眠を変化させた際の神経細胞の変化を免疫染色で調べると同時に代謝変化をmultiplex CARS顕微鏡を用いて観察することを計画しており、Npas4が細胞レベルからどのように”眠気”を制御しているのか解明していく。
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