2009 Fiscal Year Annual Research Report
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20659034
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
山中 章弘 National Institute for Physiological Sciences, 細胞器官研究系, 准教授 (60323292)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
照井 直人 筑波大学, 人間総合科学研究科, 教授 (40111372)
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| Keywords | 睡眠覚醒 / 視床下部 / パッチクランプ / 遺伝子改変マウス / 緑色蛍光タンパク質 / 光感受性タンパク質 / ナルコレプシー / オレキシン |
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| Research Abstract |
睡眠覚醒は個体のみで生じる現象のため、睡眠覚醒調節機構解明には、全ての神経回路が保たれた丸ごと個体において、検証することが不可欠である。そこで、近年開発されたチャネルロドプシン2(ChR2)および、ハロロドプシン(Halo)を、特定の神経特異的に発現させると、in vivoにおいて、その神経の活動を光によって、人為的に制御することが可能となった。しかしながら、これらの分子は活性化に強い光を必要とする上、繰り返し光刺激で容易に脱感作してしまう。これらの特徴から、長時間の神経活動制御は難しかった。一方、睡眠覚醒は数分-数十分単位で生じる現象であり、睡眠覚醒の制御のためには長時間神経回路機能の制御が必要であった。そこで、第3の光活性化タンパク質としてメラノプシンに着目した。メラノプシンは網膜神経節細胞に発現する光感受性色素であり、GqサブタイプのGタンパク質に共役するGタンパク質共役型受容体である。光を受容すると活性化され、よく分かっていないメカニズムよって、下流の陽イオン非選択型チャネルを開口させて脱分極を引き起こす。細胞自身が持つセカンドメッセンジャーとイオンチャネルを用いて活性化させるために、自然で持続的な神経活動の上昇を引き起こすことができる。本研究では、睡眠覚醒調節に重要なオレキシン神経細胞特異的にメラノプシンを発現する遺伝子改変マウスの作成を行った。スライスパッチクランプを用いたインビトロ光刺激によって、オレキシン神経特異的な興奮を誘導することに成功した。今後はこのマウスを用いてインビボ光刺激を行い、睡眠覚醒の光制御が可能かどうかを検討する。
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