2019 Fiscal Year Annual Research Report
レム睡眠制御を担う細胞内情報伝達分子機構の同定と解析
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19J13188
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小野 宏晃 東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 睡眠 / 覚醒 / ムスカリン型アセチルコリン受容体 / GPCR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レム・ノンレム睡眠長を制御するムスカリン型アセチルコン受容体（M1/M3）は刺激に応答してGqシグナルとGsシグナルを出力することが知られているが、各々のシグナルを独立に出力できるような変異体は知られていない。そこで、細胞内ドメインのGタンパク質結合ドメインに着目した200種類近くの変異体スクリーニングによってGq/Gsシグナルをそれぞれ独立に出力させられる変異体ライブラリーを作製することに成功した。
次に、上記で得られた変異体の睡眠表現型への影響を個体レベルで検証するために、アデノ随伴ウイルス（AAV）を用いた全脳スケールでの遺伝子過剰発現系を構築した。全脳スケールでの遺伝子発現の場合、プロモーターに依存した空間的発現パターンが表現型に影響を与えることが予想されるため、内在性プロモーター領域を含む複数のプロモーター下にM1・M3遺伝子を過剰発現させた。その結果、そのうちの特定のプロモーター下に発現させた時に総睡眠時間が著しく変化することが明らかとなった。
また副次的な結果として、M1・M3シグナルの下流因子を全脳スケールで過剰発現させた時に睡眠表現型の変化が起こることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
変異体ライブラリーの完成とAAVによる全脳過剰発現系の構築に関しては予定通りの進捗を見せた。一方で、遺伝子の非生理的な空間的発現パターンによると思われるアーチファクトが観察されており、プロモーターの選択にやや難渋している。
また、副次的にムスカリン型アセチルコリン受容体下流のシグナル因子が睡眠覚醒に大きく寄与することを明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは遺伝子の生理的な空間発現パターンを模倣できるようなプロモーターを探索する。そのうえで、変異体ライブラリーを用いた遺伝子過剰発現と遺伝薬理学的な方法によるGq/Gsシグナルへの摂動も試みる。
また、副次的に発見された睡眠覚醒に関わるM1/M3下流シグナル因子の標的をオミックス的アプローチによってスクリーニングすることを試みる。
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