2016 Fiscal Year Research-status Report
オプトジェネティクスを用いたCO2による覚醒調節機構の解明
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16K08529
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
金丸 みつ子 昭和大学, 医学部, 准教授 (40255716)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
泉崎 雅彦 昭和大学, 医学部, 教授 (20398697)
吉川 輝 昭和大学, 医学部, 助教 (90737355)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | CO2 / 呼吸 / 睡眠-覚醒 / セロトニン / オプトジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度は、抑制性光活性化タンパク質のアーチロドプシンをセロトニン神経選択的に発現させたマウスの導入とその繁殖・維持、及び生理学的実験系の確立をめざした。マウスの系統維持を準備しながら、既に系統維持ができていた別の光活性化タンパク質を発現させたマウスを用いて実験系の検討をすすめた。自由行動下のマウスにおいて、脳局所の光操作や睡眠-覚醒及び呼吸の測定方法を確立するために、脳局所へ光照射をする方法、マウスの脳波・筋電図の記録から睡眠-覚醒を判定する方法、ホールボディプレチスモグラフから呼吸パラメータを測定する方法を検討し、これらを組み合わせた実験系の確立を行った。この実験系を用いて、脳局所の光照射と睡眠-覚醒や呼吸の関係を検討した。また、免疫組織学的手法や透明化の手法を用いて、発現した光活性化タンパク質の分布を調べる方法についても検討した。その結果、自由行動下のマウスの脳部位特異的なセロトニン神経の操作で、睡眠-覚醒や呼吸を調節できることが明らかになった。一方、抑制性光活性化タンパク質をセロトニン神経に発現させたマウスも、多少遅れたものの平成２８年度内に作成でき、繁殖・維持できるようになった。今後は、平成２８年度中に確立した実験系にCO2調節を加えて、抑制性光活性化タンパク質を発現させたマウスで研究をすすめる予定である。本研究は、CO2による睡眠-覚醒や呼吸の調節機構をオプトジェネティクスを用いて解明するもので、睡眠時無呼吸症候群やてんかん突然死の病態機構の解明の基盤的研究となりうる。平成２８年度に得られた成果は、国内の学会で報告した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成２８年度は、抑制性光活性化タンパク質のアーチロドプシンをセロトニン神経選択的に発現させたマウスの導入・繁殖・維持ができるまでに、予定よりも時間がかかったため、研究はやや遅れている。しかし、既に繁殖・維持に成功していた別の光活性化タンパク質を発現させたマウスで実験系の確立をすすめた。また、平成２９年度に実施を計画していた免疫組織学的検討を前倒しで行い、新たに透明化の手法を加えて光活性化タンパク質の発現分布の解析手法も検討した。よって、問題はないと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）抑制性光活性化タンパク質を発現させたマウスにおいて、平成２８年度に確立した実験系を適用し生理学的検討をすすめる。
２）抑制性光活性化タンパク質を発現させたマウスにおいて、平成２８年度に前倒しで検討してきた免疫組織学的手法や透明化の手法を適用して解剖学的に検討をすすめる。
３）１）の実験系にCO2刺激を加える。
４）３）の実験系にマイクロダイアリシスの手法を加える。
以上の実験系で得られた結果から、CO2による睡眠-覚醒や呼吸の調節機構に対する脳部位特異的なセロトニン神経の役割やその発現経路及び受容体について解析をする。これらの成果は、国内外の学会で発表し、論文として報告する。
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| Causes of Carryover |
睡眠解析研究用プログラムと脳定位固定装置用マイクロマニピュレーターは、購入の必要がなくなり購入しなかった。よって、平成２８年度に未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
小動物用送信器を購入する予定である。
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