2016 Fiscal Year Annual Research Report
超ストレス環境・宇宙を見据えた新規睡眠覚醒制御手法の開発
| Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
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15H05942
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
長瀬 博 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授 (70383651)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北川 博之 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (00204876)
徳山 薫平 筑波大学, 体育系, 教授 (00207565)
柳沢 正史 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授 (20202369)
船戸 弘正 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授(WPI-IIIS) (90363118)
小久保 利雄 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授 (30750004)
浅田 知栄 (松田知栄) 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 主任研究開発員 (50344099)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 睡眠 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.ISSでも使える睡眠診断法の研究：睡眠計測のための脳波解析を自動化するためのアルゴリズム・ソフトウェアの開発：本年度は、我々が昨年度に開発したexFASTERと呼ばれる睡眠ステージ判定アルゴリズムの改善を題材に、先行技術よりも高精度なアルゴリズムの開発に取り組んだ。2.宇宙飛行士が安心して使える不眠症治療薬の提供：オレキシン受容体拮抗薬スボレキサントの服用が健常成人男性の身体・認知機能に及ぼす影響の検討：成人健常男性30名を対象に、夜間就寝前のオレキシン受容体拮抗薬の服用が強制覚醒後の身体・認知機能に及ぼす影響について検討中である。本年度は被験者16名の実験を完了した。3.1.睡眠制御への薬理学的介入の基礎研究：睡眠覚醒制御遺伝子Sleepyを含むパスウェー制御の検討：本年度はSleepy変異マウスにFLAGタグを挿入した遺伝子改変マウスのマウス脳を用いて、LC-MS/MSによるリン酸化プロテオミクス分析を遂行し、変異型Sleepy蛋白質のリン酸化修飾は、野生型Sleepy蛋白質とは異なることを明らかにした。
3.2.睡眠制御への薬理学的介入の基礎研究：オレキシン受容体作動薬の選択性の違いによる薬理作用の基礎検討：我々は、モルヒナン骨格でありながらオピオイド活性を示さず、OX1Rに対して200倍以上拮抗活性が向上し、OX2Rに対して10,000倍以上の選択性を有する強力なOX1R選択的拮抗薬の創製に成功した。また、同時に本研究の過程でOX1R作動活性についての有力な情報も得ており、OX1R選択的作動薬の創製に繋がる候補化合物の合成にも成功している。
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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
二つのテーマでは以下のように大きな成果が上がった。1.ISSでも使える睡眠診断法の研究：睡眠計測のための脳波解析を自動化するためのアルゴリズム・ソフトウェアの開発：本年度は、昨年度開発したexFASTERの改善を題材に、時系列情報を考慮した提案技術MASCを開発することで従来の判定精度を大きく上回る95%以上の判定精度を達成するソフトウェアを実現した。3.2.睡眠制御への薬理学的介入の基礎研究：オレキシン受容体作動薬の選択性の違いによる薬理作用の基礎検討：モルヒナン骨格でありながらオピオイド活性を示さず、OX1Rに対して200倍以上拮抗活性が向上し、OX2Rに対して10,000倍以上の選択性を有する強力なOX1R選択的拮抗薬の創製に成功した。以下の残り二つのテーマについても順調に進行している。2.宇宙飛行士が安心して使える不眠症治療薬の提供：オレキシン受容体拮抗薬スボレキサントの服用が健常成人男性の身体・認知機能に及ぼす影響の検討、3.1.睡眠制御への薬理学的介入の基礎研究：睡眠覚醒制御遺伝子Sleepyを含むパスウェー制御の検討
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| Strategy for Future Research Activity |
1.ISSでも使える睡眠診断法の研究：睡眠計測のための脳波解析を自動化するためのアルゴリズム・ソフトウェアの開発：今後は、今年度開発したMASCを実際の睡眠ステージ判定ソフトウェアへ組み込むとともに、Deep Neural Networkを用いた睡眠ステージ判定手法を拡張し、ヒトを対象とした睡眠ステージ判定手法の構築に着手する。2.宇宙飛行士が安心して使える不眠症治療薬の提供：オレキシン受容体拮抗薬スボレキサントの服用が健常成人男性の身体・認知機能に及ぼす影響の検討：本年度から実施中の本試験を30名まで実施しデータ解析を進める予定である。また、そこで得られた成果をもとに自然覚醒デザインや対象を変えたデザインでのプロトコルを作成・実施する。3.1.睡眠制御への薬理学的介入の基礎研究：睡眠覚醒制御遺伝子Sleepyを含むパスウェー制御の検討：今後は、Flag-Sik3マウスおよびFlag-Sik3Sleepyマウスを用いて、1) SIK3蛋白質に結合する蛋白質の同定、２）SIK3の基質の同定、３）野生型SIK3蛋白質と変異型SIK3蛋白質の一方に特異的に結合する蛋白質の同定解析を進めていく。3.2.睡眠制御への薬理学的介入の基礎研究：オレキシン受容体作動薬の選択性の違いによる薬理作用の基礎検討：最近、これらの探索過程において得られた構造活性相関情報を基に、活性は低いが世界初のOX1R選択的作動薬を見出したので、今後はこの候補化合物の活性向上に努める。また、見出した選択的リガンドを用いて、REM睡眠、NREM睡眠および覚醒のそれぞれのステージにOX1Rが与える影響を詳細に解析し、OX1Rの睡眠覚醒サイクル制御における役割、特に睡眠の質に与える影響を明らかにする。
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