新規Ｄｒｅａｍｌｅｓｓ遺伝子に基づくレム睡眠制御機構の解明

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15J00393
• Research Institution: University of Tsukuba
• Research Fellow: 藤山 知之 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Keywords: NALCN / EEG/EMG Recording / REM Sleep / ENU / CRISPR / Central Nervous System / Mouse / Dreamless

Outline of Annual Research Achievements

平成29年度の研究実績の概要を以下に記載する。
申請者は、Dreamless変異型NALCNがどういった脳領域・神経細胞サブグループにおいてレム睡眠に影響を及ぼすのかを調べるため、特定のプロモーター制御下で発現するCre組換え酵素により（遺伝子改変マウスやAAVベクターを組み合わせたCre/loxPシステム）、任意の部位、時期、細胞種特異的にDreamless変異の誘導を可能にする新規遺伝子改変マウス系統『Nalcn-FLEx』の設計・開発を試みた。Nalcn-FLExマウスの再作製作製は新潟大学﨑村研との共同研究として施行した。
Vglut1-Cre、Vglut2-Cre、Vgat-Creなどの特定の神経細胞サブタイプ特異的にCreリコンビナーゼを発現するマウス系統の全ての組み合わせにて、In vivo脳における変異型Nalcn遺伝子の発現誘導を確認することができた。当系統を用いてDreamless家系で観察されたレム睡眠の顕著な短縮を再現することができるか検討するため、全身性にDreamless変異を誘導したNalcn-FLExヘテロ変異マウスを作製し、睡眠覚醒を脳波筋電図レコーディングにより計測した。Creのドライバーとしては、ハウスキーピング遺伝子として知られるベータ-アクチンを用いた。その結果、全身性ヘテロ変異の誘導によりDreamless変異マウスと同様の顕著なレム持続時間の減少やレム総時間の低下といった表現型を再現することができた。
今後は、このFLExノックインマウスを用いて、変異型NALCNがどの脳領域で作用しているのか、Dreamless家系のレム睡眠異常を再現しうる特定の細胞種・神経核部位を詳細に解析・探索する。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Vanderbilt University Medical Center/UT Southwestern Medical Center(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Vanderbilt University Medical Center/UT Southwestern Medical Center
• [Journal Article] Forebrain Ptf1a is required for sexual differentiation of the brain (2018)
  • Author(s): Tomoyuki Fujiyama, Satoshi Miyashita, Yousuke Tsuneoka, Kazumasa Kanemaru, Miyo Kakizaki, Satomi Kanno, Yukiko Ishikawa, Mariko Yamashita, Tomoo Owa et al.,
  • Journal Title: Cell Reports Volume: Pre-accepted Pages: ー
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Quantitative phosphoproteomic analysis of the molecular substrates of sleep need (2018)
  • Author(s): Zhiqiang Wang, Jing Ma, Chika Miyoshi, Yuxin Li, Makito Sato, Yukino Ogawa, Tingting Lou, Chengyuan Ma, Xue Gao, Chiyu Lee, Tomoyuki Fujiyama et al.,
  • Journal Title: Nature Volume: In press Pages: ー
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Forebrain Ptf1a is required for sexual differentiation of the brain (2018)
  • Author(s): Tomoyuki Fujiyama, Satoshi Miyashita, Yousuke Tsuneoka, Kanemaru Kazumasa, Mai Nagaoka, Miyo Kakizaki, Satomi Kanno, Yukiko Ishikawa, Yoshiya Kawaguchi, Yuchio Yanagawa, Mark A. Magnuson, Akira Shibuya, Yo-ichi Nabeshima, Masashi Yanagisawa, Hiromasa Funato and Mikio Hoshino
  • Organizer: 第11回神経発生討論会
• [Presentation] 視床下部Ptf1aは脳の性分化に必要である (2017)
  • Author(s): 藤山知之 宮下聡 恒岡洋右 長岡麻衣 柿崎美代 管野里美 石川有紀子 川口義弥 柳川右千夫 マグヌソンAマーク 鍋島陽一 柳沢正史 船戸弘正 星野幹雄
  • Organizer: 第40回日本神経科学学会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 視床下部Ptf1aは脳の性分化に必要である (2017)
  • Author(s): 藤山知之 宮下聡 恒岡洋右 長岡麻衣 柿崎美代 管野里美 石川有紀子 川口義弥 柳川右千夫 マグヌソンAマーク 鍋島陽一 柳沢正史 船戸弘正 星野幹雄
  • Organizer: 第2回脳と心の研究会
• [Presentation] Hypothalamic Ptf1a is required for sexual differentiation of the brain and behavior (2017)
  • Author(s): Tomoyuki Fujiyama, Satoshi Miyashita, Yousuke Tsuneoka, Kanemaru Kazumasa, Mai Nagaoka, Miyo Kakizaki, Satomi Kanno, Yukiko Ishikawa, Yoshiya Kawaguchi, Yuchio Yanagawa, Mark A. Magnuson, Akira Shibuya, Yo-ichi Nabeshima, Masashi Yanagisawa, Hiromasa Funato and Mikio Hoshino
  • Organizer: Society for Neuroscience 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Forebrain Ptf1a is required for sexual differentiation of the brain (2017)
  • Author(s): Tomoyuki Fujiyama, Satoshi Miyashita, Yousuke Tsuneoka, Kanemaru Kazumasa, Mai Nagaoka, Miyo Kakizaki, Satomi Kanno, Yukiko Ishikawa, Yoshiya Kawaguchi, Yuchio Yanagawa, Mark A. Magnuson, Akira Shibuya, Yo-ichi Nabeshima, Masashi Yanagisawa, Hiromasa Funato and Mikio Hoshino
  • Organizer: The 6th Annual IIIS Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 筑波大学 IIIS 柳沢・船戸研究室
  • URL: http://sleepymouse.jp/