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視床下部ペプチド作動性神経活動の光操作による本能行動発現制御

研究課題

研究課題/領域番号 11J03531
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 神経化学・神経薬理学
研究機関名古屋大学 (2013)
大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設) (2011-2012)

研究代表者

常松 友美  名古屋大学, 環境医学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2013年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードオレキシン / メラニン凝集ホルモン / オプトジェネティクス / ノンレム睡眠 / レム睡眠 / チャネルロドプシン2 / アーキロドプシン / メラノプシン / 徐波睡眠 / ハロロドプシン / アーキロドプシン3
研究概要

睡眠覚醒は個体でのみ生じる生理現象のため、睡眠覚醒の本質を理解するためには個体レベルでの研究が必要不可欠である。そこで本研究では、オプトジェネティクスを適用することで、睡眠覚醒調節において非常に重要な役割を担うオレキシン産生神経(オレキシン神経)、およびメラニン凝集ホルモン産生神経(MCH神経)活動を光によって制御し、個体におけるオレキシン神経、およびMCH神経の生理的意義を詳細に解析することを目的としている。
平成25年度は、オレキシン神経活動を抑制するために、オレキシン神経特異的に緑色光活性化プロトンポンプであるアーキロドプシンTP009系統(ArchT)を発現する遺伝子改変マウスの作製に成功した。この遺伝子改変マウスに対し、光ファイバーを介し、緑色光を1時間照射し続けたところ、活動期である暗期において、覚醒時間が有意に減少することが明らかとなった。このことは、オレキシン神経活動が覚醒状態の維持において、大変重要な役割を果たすことを示唆している。本研究で得られた結果は、Behavioural Brain Research誌に単独筆頭著者として発表した。また、MCH神経活動を活性化、あるいは抑制するために、MCH神経特異的に青色光活性化タンパク質であるチャネルロドプシン2(ChR2)、あるいはArchTを発現する遺伝子改変マウスの作成にも成功している。これらの遺伝子改変マウスを用いて、MCH神経活動を活性化するとレム睡眠時間が有意に増加した。一方、MCH神経を抑制しても睡眠覚醒サイクルに影響は見られなかった。このことから、MCH神経の活動はレム睡眠調節において、レム睡眠を誘導するために十分条件ではあるが、必要条件ではないことが明らかとなった。本研究で得られた結果は、The Journal of Neuroscience誌に単独筆頭著者として投稿し、二度目のリバイス中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

交付申請書に記載した平成25年度の研究計画では、新規作成した遺伝子改変マウスを用いたin vivoでのオレキシン神経活動制御を行う予定としていた。本研究に関しては、Behavioural Brain Research誌に発表している。さらに、メラニン凝集ホルモン神経活動の制御にも成功し、The Journal of Neuroscience誌に投稿中である。以上のことから、当初の計画以上に進展したと言える。

今後の研究の推進方策

本研究は順調に進展したと考えている。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Conditional ablation of orexin/hypocretin neurons : A new mouse model for the study of narcolepsy and orexin system function.2014

    • 著者名/発表者名
      Tabuchi S, Tsunematsu T, Black SW, Tominaga M, Maruyama M, Takagi K, Minokoshi Y, Sakurai T, Kilduff TS, Yamanaka A
    • 雑誌名

      The Joumal of Neuroscience

      巻: (in press) 号: 19 ページ: 6495-6509

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0073-14.2014

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chronic alterations in monoaminergic cells in the locus coeruleus in orexin neuron-ablated narcoleptic mice.2013

    • 著者名/発表者名
      Tsujino N, Tsunematsu T, Uchigashima M, Konno K, Yamanaka A, Kobayashi K, Koyama Y, Sakurai T
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8(7)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of inhibitory serotonergic inputs to orexin/hypocretin neurons on the diurnal rhythm of sleep and wakefulness.2013

    • 著者名/発表者名
      Tabuchi S, Tsunematsu T, Kilduff TS, Sugio S, Tanaka KF, Takahashi S, Tominaga M, Yamanaka A
    • 雑誌名

      Sleep

      巻: 36(9) 号: 9 ページ: 1391-1404

    • DOI

      10.5665/sleep.2972

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-lasting silencing of orexin/hypocretin neurons using archaerhodopsin induces slow-wave sleep in mice.2013

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu T, Tabuchi S, Tanaka KF, Boyden ES, Tominaga M, Yamanaka A
    • 雑誌名

      Behavioural Brain Research

      巻: 255 ページ: 64-74

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2013.05.021

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ectopic expression of melanopsin in orexin/hypocretin neurons enables control of wakefulness of mice in vivo by blue light2013

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu T, Tanaka KF, Yamanaka A, Koizumi A
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: 75(1) 号: 1 ページ: 23-28

    • DOI

      10.1016/j.neures.2012.07.005

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Role of Orexin/Hypocretin in the Central Nervous System and Peripheral Tissues.2012

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu T, Yamanaka A
    • 雑誌名

      Vitamin and Hormones

      巻: 89 ページ: 19-33

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-394623-2.00002-0

    • ISBN
      9780123946232
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acute optogenetic silencing of orexin/hypocretin neurons induces slow-wave sleep in mice2011

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu T, Kilduff TS, Boyden ES, Takahashi S, Tominaga M, Yamanaka A
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 31(29) 号: 29 ページ: 10529-10539

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0784-11.2011

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光遺伝学を用いた睡眠覚醒制御に関わる視床下部神経活動の操作2014

    • 著者名/発表者名
      常松友美, 山中章弘
    • 学会等名
      第87回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      仙台国際センター (宮城県)
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optogenetic manipulation of melanin-concentrating hormone (MCH) neurons -Implications in the regulation of REM sleep2014

    • 著者名/発表者名
      常松友美
    • 学会等名
      第6回NAGOYAグローバルリトリート
    • 発表場所
      あいち健康プラザ (愛知県)
    • 年月日
      2014-02-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Long time silencing of orexin/hypocretin neurons using archaerhodopsin induces slow-wave sleep in mice2013

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Tsunematsu, Sawako Tabuchi, Edward S. Boyden, Kenji F. Tanaka, Akihiro Yamanaka
    • 学会等名
      Neuroscience 2013
    • 発表場所
      San Diego Convention Center (San Diego)
    • 年月日
      2013-11-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The effect of optogenetic manipulation of melanin-concentrating hormone (MCH)- producing neurons on the regulation of sleep/wakefulness2013

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Tsunematsu, Sawako Tabuchi, Kenji F. Tanaka, Akihiro Yamanaka
    • 学会等名
      Optogenetics 2013
    • 発表場所
      慶応大学 (東京都)
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光遺伝学「オプトジェネティクス」を用いた睡眠覚醒調節メカニズムの解明2013

    • 著者名/発表者名
      常松友美
    • 学会等名
      名古屋大学若手女性研究者サイエンスフォーラム
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知県)
    • 年月日
      2013-08-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] オレキシン神経活動操作と運命制御による睡眠覚醒調節機構の解明2013

    • 著者名/発表者名
      山中章弘、常松友美、田淵紗和子
    • 学会等名
      第155回日本獣医学会学術集会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Timing-controlled ablation of orexin neurons results in hypoactivity and obesity without increase in food intake : new model mice for narcolepsy2013

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Tsunematsu, Yasunori Takayama, Makoto Tominaga, Akihiro Yamanaka
    • 学会等名
      The 36^<th> NAITO CONFERENCE
    • 発表場所
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ (北海道)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Optogenetic manipulation of orexin neuronal activity affects sleep/wakefulness state in mice2012

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Tsunematsu
    • 学会等名
      The 7^<th> Asian Sleep Research Society Congress
    • 発表場所
      Taipei International Conference Center (台湾)(招待講演)
    • 年月日
      2012-12-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Opotogenetic manipulation of the hypothalamic peptidergic neurons control instinctive behaviors2012

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Tsunematsu
    • 学会等名
      National Taiwan University Seminar
    • 発表場所
      台湾大学(台湾)(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスによる睡眠覚醒制御2012

    • 著者名/発表者名
      常松友美、山中章弘
    • 学会等名
      第7回NIBBバイオイメージングフォーラム
    • 発表場所
      基礎生物学研究所(愛知県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた神経活動操作と睡眠覚醒制御2012

    • 著者名/発表者名
      常松友美、山中章弘
    • 学会等名
      機構若手分野間連携プロジェクト合同ミーティング
    • 発表場所
      基礎生物学研究所(愛知県)
    • 年月日
      2012-08-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Long time silencing of orexin/hypocretin neuronal activity using optogenetics in a rchaerhodopsin-3-expressing transgenic mice2012

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Tsunematsu, Makoto Tominaga, Edward S. Boyden, Thomas S. Kilduff, Akihiro Yamanaka
    • 学会等名
      8^<th> FENS Forum of European Neuroscience
    • 発表場所
      International Convention Center (Barcelona, Spain)
    • 年月日
      2012-07-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた長時間神経活動操作と睡眠覚醒制御2012

    • 著者名/発表者名
      常松友美、山中章弘
    • 学会等名
      第37回定期学術集会日本睡眠学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-06-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた長時間神経活動抑制と睡眠覚醒制御2012

    • 著者名/発表者名
      常松友美、山中章弘
    • 学会等名
      第4回光操作研究会
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた長時間神経活動抑制と睡眠覚醒制御2012

    • 著者名/発表者名
      常松友美、Edward S. Boyden、富永真琴、山中章弘
    • 学会等名
      第59回中部日本生理学会
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Optogenetic manipulation of the activity of orexin neurons controls sleep/wakefulness state in mice2011

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Tsunematsu
    • 学会等名
      The 6^<th> World Congress of the World Sleep Federation
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた睡眠覚醒調節に関わる神経系の役割の解明2011

    • 著者名/発表者名
      常松友美、山中章弘
    • 学会等名
      2011年度包括脳ネットワーク夏のワークショップ
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • 年月日
      2011-08-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた睡眠覚醒制御2011

    • 著者名/発表者名
      常松友美
    • 学会等名
      第一回睡眠研究会
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2011-07-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The transcriptome profiling of orexin/hypocretin neurons using microarray2011

    • 著者名/発表者名
      常松友美、富永真琴、山中章弘
    • 学会等名
      日本睡眠学会第36回定期学術集会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] オプトジェネティクス-光工学と遺伝学による行動制御技術の最前線-2013

    • 著者名/発表者名
      常松友美, 山中章弘
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/contents/release/entry/2011/07/post-183.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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