腹側中脳橋の抑制性ニューロンによる睡眠制御機構の解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K06950
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 高田 陽子 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 研究員 (60435740)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大石 陽 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 助教 (70554004)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 睡眠覚醒制御 / 腹側内側中脳橋

Outline of Annual Research Achievements

現在広く受け入れられている睡眠制御モデル「２プロセスモデル」（Borbely, 1982）によると、睡眠のタイミングや強さは主に睡眠負債（睡眠の恒常性）および日内リズムによって制御される。また、例えば夜勤等の意図的な覚醒維持、単調な自動車運転や退屈な講義などから生じる眠気のように、情動・認知的な因子も睡眠覚醒の大きな制御要因であることは経験的にも明らかである。しかし、このような情動的要因による睡眠制御の脳内メカニズムは明らかにされていない。
研究代表者らはごく最近、モチベーション・報酬を調節する「報酬系」神経システムと睡眠覚醒制御の関係を解析する過程で、腹側内側中脳橋（VMP）の抑制性ニューロン（GABA神経）が睡眠調節に極めて重要な役割を果たすことを見出した。VMP GABA神経の欠損は重篤な不眠状態を生み出し、一過的に抑制させると睡眠量が減少する。反対にこの神経を活性化させると極めて強力にノンレム睡眠が誘導される。本研究では、VMP GABA神経の睡眠調節における機能およびその報酬系との関連性を明らかにする。具体的には、VMP GABA神経を抑制した場合の覚醒増加、および活性させた場合の睡眠制御に関与する脳領域の同定をおこなう。
2019年度は研究期間３年の初年度として、VMP GABA神経の抑制による覚醒増加に関与する脳領域を解明するための実験を主におこなった。VMP GABA神経が投射するドーパミン神経群を破壊したマウスを作成し、そのVMP GABA神経の活動を抑制して睡眠覚醒量を測定した。現在も継続中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究課題の主な課題の一つである、VMP GABA神経の抑制による覚醒増加のメカニズム解明について、候補となる脳領域をいくつか見出し、各領域についてのデータ収集と解析を進めている。

Strategy for Future Research Activity

2019年度に主に進めた、VMP GABA神経の抑制による覚醒増加のメカニズム解明に関しては引き続きデータを収集し、解析をおこなう。
VMP GABA神経を活性化させると、ノンレム睡眠を増加させ、一方でレム睡眠を減少させる。このメカニズムを解明するため、まずはVMP GABA神経の神経投射をトレーシングして候補となる下流領域を特定する。その領域を破壊したうえでVMP GABA神経を活性化させて睡眠を測定し、ノンレム睡眠量とレム睡眠量に与える影響を解析する。

Causes of Carryover

研究代表者が産前・産後、育児休業を取得し、研究を遂行できた期間が短かったため。マウスの脳波測定記録システムを購入し、より効率的にデータ収集をおこなう。