オレキシン神経脱落による機能シフトが情動脱力発作を引き起こすメカニズム解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation |
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| Project/Area Number |
15H01428
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山中 章弘 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (60323292)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 睡眠覚醒 / オレキシン / ナルコレプシー / 光遺伝学 / セロトニン / パッチクランプ / トランスジェニックマウス / 抑制性入力 / 視床下部 / 脱力発作 / オレキシン神経 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オレキシン受容体欠損マウスにおいて、ウイルスベクターを用いた機能回復の実験から、縫線核セロトニン神経が脱力発作に重要との報告があることから、オレキシン神経が密に投射している縫線核セロトニン神経との関係について明らかにした。セロトニン神経とオレキシン神経との関連について明らかにすることを試みた。セロトニン神経を光り遺伝学を用いて活性化するために、セロトニン神経特異的にChannelrhodopsin2を発現するマウスを作製し、さらに、オレキシン神経に緑色蛍光タンパク質(EGFP)を発現するOrexin-EGFPマウスと交配させて、トリプルジェニックマウス(Orexin-EGFP; Tph2-tTA; Tet O ChR2)を作成した。このマウスでは、オレキシン神経がEGFPを発現しており、セロトニン神経がChR2を発現している。脳スライス標本を作成し、オレキシン神経細胞から記録しながら、視床下部領域のセロトニン神経終末を光で活性化した。その結果、オレキシン神経活動が抑制されることを見いだした。この時、オレキシン神経は直接過分極によって抑制されるだけでなく、GABA作動性神経からの抑制性入力が増加していることも見いだした。このように、縫線核セロトニン神経は、視床下部のオレキシン神経活動を直接的、間接的に抑制していることを光遺伝学を用いて明らかにした。この神経回路は、ネガティブフィードバック回路として機能し、オレキシン神経活動が適切な範囲に調節されているメカニズムの1つであることを明らかにした。このように光遺伝学を用いて、オレキシン神経細胞が投射する領域であり、またオレキシン神経が投射を受ける領域でもある縫線核セロトニン神経からオレキシン神経への調節メカニズムについて詳細に検討した。オレキシン神経脱落による機能シフトによって、脱力発作が生じるメカニズムの一部を解明するに至った。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(72 results)
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[Journal Article] Top-down cortical input during nrem sleep consolidates perceptual memory.2016
Author(s)
Miyamoto D, Hirai D, Fung CC, Inutsuka A, Odagawa M, Suzuki T, Boehringer R, Adaikkan C, Matsubara C, Matsuki N, Fukai T, McHugh TJ, Yamanaka A, *Murayama M
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Journal Title
Science
Volume: 352
Issue: 6291
Pages: 1315-1318
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Involvement of mesolimbic dopaminergic network in neuropathic pain relief by treadmill exercise: A study for specific neural control with gi-dreadd in mice.2016
Author(s)
Wakaizumi K, Kondo T, Hamada Y, Narita M, Kawabe R, Narita H, Watanabe M, Kato S, Senba E, Kobayashi K, Kuzumaki N, Yamanaka A, Morisaki H, *Narita M
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Journal Title
Mol Pain
Volume: 12
Pages: 1-11
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Progressive loss of the orexin neurons reveals dual effects on wakefulness2016
Author(s)
Branch, A. F., Navidi, W., Tabuchi, S., Terao, A., Yamanaka, A., Scammell, T. E., and Behn, C. D.
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Journal Title
Sleep
Volume: 39
Issue: 2
Pages: 369-377
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A top-down cortical circuit for accurate sensory perception2015
Author(s)
Manita S, Suzuki T, Homma C, Matsumoto T, Odagawa M, Yamada K, Ota K, Matsubara C, Inutsuka A, Sato M, Ohkura M, Yamanaka A, Yanagawa Y, Nakai J, Hayashi Y, Larkum ME, Murayama M
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Journal Title
Neuron
Volume: 86(5)
Issue: 5
Pages: 1304-16
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Atomistic design of microbial opsin-based blue-shifted optogenetics tools2015
Author(s)
Kato HE, Kamiya M, Sugo S, Ito J, Taniguchi R, Orito A, Hirata K, Inutsuka A,Yamanaka A, Maturana AD, Ishitani R, Sudo Y, Hayashi S, Nureki O
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 6
Issue: 1
Pages: 7177-7177
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Insular neural system controls decision-making in healthy and methamphetamine-treated rats2015
Author(s)
Mizoguchi H, Katahira K, Inutsuka A, Fukumoto K, Nakamura A, Wang T, Nagai T, Sato J, Sawada M, Ohira H,Yamanaka A, Yamada K
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A
Volume: 112 (29)
Issue: 29
Pages: 3930-3939
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Neuronal heterotopias affect the activities of distant brain areas and lead to behavioral deficits2015
Author(s)
Kazuhiro Ishii, Ken-ichiro Kubo, Toshihiro Endo, Keitaro Yoshida, Seico Benner, Yukiko Ito, Hidenori Aizawa, Michihiko Aramaki, Akihiro Yamanaka, Kohichi Tanaka, Norio Takata, Kenji Tanaka, Masaru Mimura, Chiahru Tohyama, Masaki Kakeyama, and Kazunori Nakajima
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Journal Title
Journal of Neuroscience
Volume: 35
Issue: 36
Pages: 12432-45
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Near-infrared (NIR) up-conversion optogenetics.2015
Author(s)
Shoko Hososhima, Hideya Yuasa, Toru Ishizuka, Mohammad R. Hoque, Takayuki Yamashita, Akihiro Yamanaka, Eriko Sugano, Hiroshi Tomita, and Hiromu Yawo
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Issue: 1
Pages: 16533-16533
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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