性成熟前マウスの継続測定を用いた睡眠覚醒の成熟過程に必要な環境要素の解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K05997
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 堀田 範子 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 研究員 (00815649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三好 千香 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 研究員 (60613437) ; 船戸 弘正 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 客員教授 (90363118)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 睡眠 / 脳波・筋電図 / 性成熟前マウス / 発育環境 / 運動 / 過眠

Outline of Annual Research Achievements

携帯電話などによる夜間の光刺激等増加によって、未成年における睡眠障害が社会問題になりつつある。睡眠障害は、成長後の肥満や糖尿病など慢性疾患の増加に関与することから、要因の解析と対策が急務である。実験動物を用いた睡眠研究は、マウスにおいて盛んに行われている。しかしながら、ヒトの未成年に相当する性成熟前マウスの詳細な睡眠研究は、技術的制約によって短時間の急性実験の系に限られていた。同一個体における継続的な睡眠測定が行われておらず、睡眠の総時間や持続時間、睡眠覚醒サイクルや脳波成分等の成熟過程の評価は行われてこなかった。さらに、これらのパラメーターに異常が見られる睡眠異常マウスの発症過程を詳細に解明することは困難であった。
研究代表者らは、これまで離乳前の幼若マウスへの電極埋め込み手術および若齢期から成熟期までの継続した睡眠測定を成功させ、成長過程における脳波・筋電図測定の手法を確立している。本研究では睡眠障害、なかでも睡眠覚醒リズム障害と過眠症に着目して、性成熟前のマウス飼育環境を設定し、睡眠の成熟過程に必要な要素の検討を行うとともに、性成熟後の睡眠覚醒や代謝等に影響を及ぼし続ける環境要素を解明することを目指した。
最終年度に当たる昨年度は、通常の飼育環境に対して、運動できる環境（睡眠に良好な環境を想定）と、明暗サイクルのない環境（光刺激が要因の睡眠覚醒リズム障害を想定）下で飼育を行い、若年期（10週齢前後）、成熟期（30週齢以上）と生殖困難になり始める高齢期（60週齢以上）の脳波・筋電図測定を順次行った。また、各飼育環境で脳波・筋電図測定を行った後、飼育環境を変更して新たな環境に2週間程度適応させ、脳波・筋電図測定を行い、各週齢群で環境変化の前後で比較した。これらの結果から、どの環境がどの週齢でどのような効果があるかを検討した。