自発的な睡眠覚醒に伴う皮質ニューロン群活動の二光子イメージング

• Project/Area Number: 26507002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: 睡眠科学
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 上田 なつ子 (辻野 / 上田 なつ子(辻野)) 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 助教 (40432166)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 睡眠覚醒 / イメージング / 睡眠 / 二光子顕微鏡 / 覚醒

Outline of Annual Research Achievements

無麻酔マウスを用い、脳波筋電図を測定しながら、二光子顕微鏡下で特定の細胞のカルシウムイメージングを行うための、独自のセットアップを確立した。
皮質錐体細胞にカルシウム感受性たんぱく質（GCAMP）を発現するThy1-GCAMPマウスを用いて、無麻酔で脳波筋電図を計測しながら、皮質の錐体細胞のカルシウムイメージングを行った。皮質錐体細胞は、睡眠覚醒の状態に応じて活動が変化することを明らかにした。さらに、徐波睡眠時には細胞間の活動が同期する傾向があることを明らかにした。
また、GABA作動性神経特異的に赤色蛍光たんぱく質を発現させ、GABA作動性神経をマーキングした後、GABA作動性神経と興奮性細胞の両者に、アデノ随伴ウイルスを用いてGCAMPを発現させた。これにより、興奮性細胞と抑制性細胞の睡眠覚醒時の細胞内カルシウム変化を同時記録することができた。本手法により、興奮性細胞と抑制性細胞は睡眠覚醒状態に応じて、異なった細胞内カルシウム変化を示すことを明らかにした。以上より、大脳皮質において、神経の種類により睡眠覚醒時の活動様式が異なる可能性を示した。

Research Products

• [Journal Article] Sleep as a biological problem: an overview of frontiers in sleep research (2016)
  • Author(s): Kanda T, Tsujino N, Kuramoto E, Koyama Y, Susaki EA, Chikahisa S, Funato H
  • Journal Title: J Physiol Sci Volume: 66 Issue: 1 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1007/s12576-015-0414-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 自発的睡眠覚醒に伴う一次運動野の神経活動様式 (2014)
  • Author(s): 辻野なつ子 上田壮志 石井亮 柳沢正史
  • Organizer: motor control研究会
  • Place of Presentation: 筑波大学 大学会館 （茨城県 つくば市）
  • Year and Date: 2014-08-07 – 2014-08-09
• [Remarks] 筑波大学 国際統合睡眠医科学研究機構 柳沢・船戸研究室
  • URL: http://sleepymouse.tsukuba.ac.jp