2021 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the mechanism and function of REM sleep with genetic tools
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20K22674
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
柏木 光昭 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 助教 (40879285)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | レム睡眠 / ノンレム睡眠 / 脳幹 / 化学遺伝学 / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々の睡眠はノンレム睡眠とレム睡眠という２つの異なるステージから成る。近年の研究からノンレム睡眠のメカニズムと機能の一端が続々と明らかになってきているものの、レム睡眠のメカニズムと機能は現在でもあまり理解が進んでいない。
私は古典的な実験から重要とされる脳幹に着目した。脳幹の橋を薬剤刺激するとレム睡眠に移行することから、橋がレム睡眠の制御に重要であるとされてきた。その一方、近年のげっ歯類を用いた遺伝学的研究では、複数のグループが橋のレム睡眠制御における役割を疑問視する結果を報告している。そのため、レム睡眠の誘導に中心的な役割を果たす脳幹の神経細胞は未だ同定されておらず解明が待たれた。
私は近年、レム睡眠制御への積極的な関与が示唆されているに着目した。その結果、延髄でレム睡眠を強く誘導する神経細胞の遺伝学的同定に成功した。興奮性・抑制性神経細胞の両方がレム睡眠制御に関わっていることが示唆され、延髄から橋へと投射する神経細胞がレム睡眠の誘導に重要であることも明らかになった。また、ファイバーフォトメトリー法と初期転写因子であるcfosの免疫組織化学染色法により、同神経細胞がレム睡眠に伴い活動量が変化している可能性も支持された。
今回、私はレム睡眠の新たな制御メカニズムの一端を明らかにすることができた。レム睡眠を制御する神経細胞を遺伝学的に同定できたことで、今後レム睡眠の神経基盤の解析の飛躍が期待される。また、本研究で私が確立した高効率でレム睡眠を任意のタイミングでコントロールできるマウスの活用により、今後レム睡眠の機能に関する研究も進展する可能性が期待される。
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