2016 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of respiratory neuronal network dynamics in the sleep-wake mode circuit controlled by orexin
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26460327
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
荒田 晶子 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00266082)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Parabrachial Nucleus / 吸息－呼息切り替えニューロン / オレキシンB / 小脳傍片葉 / 下オリーブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、in vitro標本でありながら広範囲な神経回路の解析が出来る摘出小脳・橋‐延髄‐脊髄標本を用いて、オレキシンの睡眠覚醒機構における役割を、呼吸性神経活動を指標として睡眠覚醒モード切り替えにおける呼吸に対する調節機構を解析する事を試みることを目的とした。オレキシン神経に ロドプシンチャネル2やハロロドプシンを遺伝的に組み入れたマウスを光操作法により活性化・不活性化することを計画したのだが、実際には、大学の新棟建設による騒音等のため、マウスの生育や出産が上手くいかなかったので、ラットで同様に出来る実験に置き換えて行った研究成果を報告する。光学的測定の結果、小脳傍片葉（片葉）刺激で、橋の腕傍核の外側に光学シグナルが観察され、外側腕傍核で記録された呼吸性ニューロンは、吸息－呼息切り替えニューロンが多く、オレキシンにより吸息-呼息のフェースの切り替えが促進されて、呼吸数が増加する事が分かった。さらに、外側腕傍核の吸息－呼息切り替えニューロンに対して、前肢、後肢からの感覚刺激が入力することが光学的測定法やパッチクランプ法を用いて明らかとなり、腕傍核が呼吸と歩行（胎動）に関わることが示唆された。生後1週の小脳では、下オリーブ核からプルキンエ細胞に対して数本の登上線維が小脳の片葉・傍片葉に投射しており、下オリーブ核には呼吸中枢のレベルからの投射があり、呼吸リズムが小脳神経回路発達に関与する可能性があると考えられた。一方、オレキシンは脊髄や小脳片葉・傍片葉、そして、腕傍核にターミナルがあることが知られている。オレキシンは、発達期において、腕傍核に集まった外部感覚の入力と自律性機能への出力を調節し、脳幹と連絡のある小脳部位をコントロールすることによって、運動発達と自律性機能を融合する役割を果たしているのかもしれない。
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| Remarks |
兵庫医科大学広報4月号に第69回自律神経学会にて優秀演題賞を取った研究成果の記載あり。
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