2019 Fiscal Year Annual Research Report
Cellular energy dynamics in orexin neurons across sleep-wake cycle
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18K14756
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
夏堀 晃世 公益財団法人東京都医学総合研究所, 精神行動医学研究分野, 主席研究員 (20732837)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アデノシン三リン酸 / 睡眠覚醒 / ファイバフォトメトリー / 生体計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物の睡眠覚醒変動を引き起こす脳の睡眠中枢神経と覚醒中枢神経の膜電位興奮性を調節する因子として、細胞共通のエネルギー分子であるATP（アデノシン三リン酸）の細胞内動態が関与している可能性がある。本研究はこの仮説検証を目指すため、動物の睡眠覚醒に伴う脳内の細胞内ATP濃度動態の生体計測を行った。
ATPを感知する蛍光プローブ(GO-ATeam: Nakano et al. 2011 ACS Chem Biol)を細胞質に発現させた遺伝子改変マウス（未発表）を用い、動物の覚醒を誘導するオレキシン神経が局在する外側視床下部に光ファイバ(Natsubori et al. 2017 J Neurosci)を留置して計測したところ、外側視床下部の細胞内ATP濃度は覚醒時に増加し、ノンレム睡眠時に低下、さらにレム睡眠時に大きな低下を認めた。また大脳皮質でも、動物の睡眠覚醒に伴う同様の細胞内ATP変動パターンを観察した。本研究で計測した細胞内ATP変動は、細胞のエネルギー合成と消費のバランスを表すパラメータとみなすことができ、レム睡眠中には複数の脳領域で、細胞のエネルギーバランスが大きく負に傾くことが示唆される。レム睡眠中の細胞内エネルギー低下の原因として、脳内でATP合成に働くエネルギー代謝活動の低下あるいはATP消費活動の亢進が生じている可能性が考えられる。今後、動物の睡眠覚醒に伴う細胞内ATPの生理的変動を引き起こす原因となる脳代謝機構と、この細胞内ATP動態が神経膜電位興奮性や脳機能に与える影響を追究する予定である。
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[Journal Article] Neuroimaging correlates of narcolepsy with cataplexy: A systematic review.2019
Author(s)
Wada M, Mimura M, Noda Y, Takasu S, Plitman E, Honda M, Natsubori A, Ogyu K, Tarumi R, Graff-Guerrero A, Nakajima S.
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Journal Title
Neurosci Res.
Volume: 142
Pages: 16-29
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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