2015 Fiscal Year Annual Research Report
メラニン凝集ホルモン産生神経の活動操作と運命制御を用いたレム睡眠調節機構の解明
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26293046
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山中 章弘 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (60323292)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 視床下部 / 睡眠覚醒 / 摂食行動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メラニン凝集ホルモン(MCH)産生神経の活動を特異的に操作するために、プロMCHプロモーターでCreリコンビナーゼをドライブするMCH-Creマウスを導入した。このマウスとCre依存的に遺伝子発現を起こすアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いて、MCH神経特異的に遺伝子発現を誘導した。MCH神経の存在する視床下部にAAVを微量局所注入して、局所感染させた。MCH神経特異的に薬理遺伝学を適用するために、改変型GPCR(hM3Dq)を発現させた。免疫組織化学的解析にて、MCH神経特異的にhM3Dqが発現していることを確認した。また、hM3Dqの機能を確認するために、スライスパッチクランプを用いてMCH神経から活動電位を記録しながら、hM3Dqのリガンドであるクロザピン-N-オキサイド(CNO)を投与した。hM3Dqを発現したMCH神経はCNO投与によって持続的に脱分極して活動電位の発生頻度を増加させた。次にインビボにおいてMCH神経を活性化させたときの、摂食代謝調節における役割を明らかにするために、摂食量、飲水量、自発行動量、酸素消費量が同時に測定出来るCLAMS装置にて変化を記録した。しかしながら、CNO投与によってMCH神経を活性化させてもいずれのパラメータにも大きな変化は見られなかった。また、光を用いてMCH神経活動を測定するために、MCH神経特異的にカルシウムインディケータタンパク質であるGCaMPもしくはイエローカメレオン(YC)を発現する遺伝子改変マウスを作成し、カルシウムイメージングを用いてMCH神経活動をモニターする実験系を確立することに成功した。
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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
ウイルスベクターと遺伝子改変マウスを用いて薬理遺伝学を用いたMCH神経特異的な活動操作の実験系を確立することに成功し、MCH神経活動と様々な行動発現を解析出来るようになった。これを用いて今後睡眠覚醒調節や睡眠関連脳機能への影響について詳しく解析することが可能となったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はMCH神経活動操作を用いて、行動発現における役割について詳細に検討していく。また、MCH神経脱落マウスを用いた行動実験からもMCH神経の生理的役割の解明を行う。特にMCH神経特異的にカルシウムインディケータを発現したマウスを用いた入力系路の探索によって、MCH神経がどのような神経系からどのような入力を受けているのかを明らかにすることで、神経回路レベルでの検討も行う。
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| Causes of Carryover |
MCH神経特異的にカルシウムインディケータを発現する遺伝子改変マウスを繁殖させるために、名古屋大学の動物実験支援センター（SPF施設）に導入するのに予想以上に時間がかかり、そこでの飼育と実験にかかる予算を次年度に回すことになったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
遺伝子改変マウスの飼育・管理維持費用と、カルシウムイメージングを用いた入力系路の探索を行う。
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[Journal Article] A top-down cortical circuit for accurate sensory perception2015
Author(s)
Manita S, Suzuki T, Homma C, Matsumoto T, Odagawa M, Yamada K, Ota K, Matsubara C, Inutsuka A, Sato M, Ohkura M, Yamanaka A, Yanagawa Y, Nakai J, Hayashi Y, Larkum ME, Murayama M
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Journal Title
Neuron
Volume: 86(5)
Pages: 1304-16
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Atomistic design of microbial opsin-based blue-shifted optogenetics tools2015
Author(s)
Kato HE, Kamiya M, Sugo S, Ito J, Taniguchi R, Orito A, Hirata K, Inutsuka A,Yamanaka A, Maturana AD, Ishitani R, Sudo Y, Hayashi S, Nureki O
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 6
Pages: 7177
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Insular neural system controls decision-making in healthy and methamphetamine-treated rats2015
Author(s)
Mizoguchi H, Katahira K, Inutsuka A, Fukumoto K, Nakamura A, Wang T, Nagai T, Sato J, Sawada M, Ohira H,Yamanaka A, Yamada K
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A
Volume: 112 (29)
Pages: E3930-9
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Neuronal Heterotopias Affect the Activities of Distant Brain Areas and Lead to Behavioral Deficits2015
Author(s)
Ishii K, Kubo K, Endo T, Yoshida K, Benner S, Ito Y, Aizawa H, Aramaki M, Yamanaka A, Tanaka K, Takata N, Tanaka KF, Mimura M, Tohyama C, Kakeyama M, Nakajima K.
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Journal Title
J Neurosci
Volume: 35 (36)
Pages: 12432-12445
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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