2017 Fiscal Year Research-status Report
Sleep spindle generation: physiological significance
| Project/Area Number |
17K18395
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
|---|
Principal Investigator |
三輪 秀樹 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 研究員 (80468488)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | スピンドル波 / 視床網様核 / GABA / 統合失調症 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
統合失調症患者において、睡眠障害との関連性が、高い再現性で報告されている。その中でも、ノンレム睡眠中に観察されるスピンドル波発生の著しい異常が観察されている。本研究では、スピンドル波発生の生理的意義を明らかにするために、スピンドル波発生に重要な役割を果たしていると考えられている視床網様核（TRN；主にGABA作動性ニューロンを含む神経核である）に着目し、その機能異常を人工的に誘導するため、GAD67(GABA合成酵素の一つ)floxマウスに、AAV-CreGFPを定位固定下で注入し、TRN限局的にGAD67遺伝子欠損マウスを作成することで、そのスピンドル波発生の異常やそれに伴う睡眠障害、注意障害、睡眠依存性記憶固定異常などを含むスピンドル波発生の生理的意義を明らかにしようとしている。まずは、AAV-CreGFPをTRNに注入後、どのような時間経過で、CreGFPが発現し、GAD67遺伝子が欠損していくのかを免疫組織化学的手法を用いて調べた。その結果、注入４週間後で、GFP陽性シグナルが観察されたTRN領域に存在する約90%のニューロンがGFP陽性ニューロンであり、GAD67陽性シグナルもコントロール群（生理食塩水投与）の約20%まで減弱し、GAD67遺伝子を効率よく欠損することができた。この結果をもとに、AAV-CreGFPをGAD67 floxマウスのTRNに注入し、EEG/EMGを測定した結果、注入４週間後ノンレム睡眠時のスピンドル波密度（個/min）を計測したところ、野生型では5.9（個/min）ミュータントマウスでは5.2（個/min）となり、有意な減少を観察することができた。以上から、統合失調症患者に見られるスピンドル波減少がTRN限局的GAD67欠損マウスでも観察されたことから、統合失調症GABA仮説を支持する結果を得ることができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
定位固定下でのAAVベクターの注入位置を確定でき、CreGFPの発現も良好であったことから、予想以上の割合で視床網様核のニューロンにCreGFPを発現し、GAD67遺伝子を欠損することができたため、特に実験手法の改良を試みる必要がなく、計画通りに実験を遂行できている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究実施１年目を終えた時点で、研究計画のほぼ８割がたを遂行できている。近日中に、国際的学術雑誌に成果を投稿し、報告する予定である。このように、スピンドル波発生を検出する計測するシステムを確立できたので、共同研究を通して、様々な統合失調症モデルマウスや睡眠障害マウスに対して、この計測システムを応用することで、スピンドル波発生の生理的意義を評価していきたいと考えている。実際、すでにそのような共同研究を開始したところである。また、研究遂行時に、新たな計画も考案できているので、そのための予備実験なども行っていく。
|
| Causes of Carryover |
研究計画ではもう少しウィルスベクター注入に時間がかかると予想し、消耗品代を多く算出していたが、最低限の時間と予算で最適な実験条件にたどり着くことができ、出費を抑えることができた。この分を次年度の使用額に回すこととした。
|
Research Products
(4 results)
