2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of sleep-wake regulatory system by optogenetics featuring cone opsins.
| Project/Area Number |
15K01832
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
前島 隆司 金沢大学, 医学系, 准教授 (70399319)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 睡眠・覚醒 / セロトニン / ノルアドレナリン / オレキシン / 光遺伝学 / 錐体オプシン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
睡眠は心身の健康を保つために不可欠な生理機能である。脳内の睡眠・覚醒制御システムの解明は睡眠障害の治療開発につながり、健全な社会生活の構築に寄与する重要な研究課題である。本研究では、その制御システムの中核を担う視床下部神経系とモノアミン・コリン作動性神経系の機能的役割と動的な作動機序について解析を行ってきた。特に、錐体オプシンを用いた光遺伝学的手法を導入し、特定の神経細胞の活動と伝達物質の放出を光照射により精緻に抑制することが可能となり大きな成果を挙げた。
本年度は、ナルコレプシー睡眠障害モデルマウスにおいて、情動性脱力発作に対するセロトニン神経系の病態生理学的役割を解析し、扁桃体でのセロトニンレベルによって脱力発作の発現が制御されることを発表した。実験では、疾患モデルマウスにおいて、セロトニン軸索上に発現させた光感受性分子を刺激し、扁桃体においてセロトニンの放出を高めると情動性脱力発作の発生頻度が著しく減少し、逆にセロトニンの放出を抑えるとその頻度が増加することを観察した。
また、別の研究においては、覚醒状態の制御に寄与するオレキシン神経が、心的外傷後ストレス障害で見られるような恐怖記憶により表出する恐怖反応の発現にも重要な役割を果たしていることを明らかにした。視床下部外側野のオレキシン神経はオレキシンの放出により脳幹青斑核のノルアドレナリン神経を活性化し、ついで恐怖記憶処理の責任領域である扁桃体においてノルアドレナリンの放出を促して恐怖反応の発現を高めていることがわかった。マウスの恐怖条件付け実験において、オレキシン神経特異的に発現させた光感受性分子をその軸索上で光刺激し、青斑核においてオレキシンの放出を高めると条件刺激（音）に対するすくみ行動の発現が増加し、逆にオレキシンの放出を抑制するとその発現が減少することを観察した。
|
