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生理学的アプローチによる新規睡眠制御ニューロンの機能発現の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K18358
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関筑波大学

研究代表者

上田 壮志  筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 助教 (00599821)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 交付 (2017年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード睡眠 / 延髄 / 神経回路 / ウイルスベクター / 生理学 / 神経科学
研究実績の概要

睡眠は全脳・全身の生理現象であり、覚醒から睡眠は数分~数十分かけて遷移する比較的遅い系である。そのため、睡眠状態をつくり出すのは拡散性因子などのいわゆるニューロモジュレータが主因であると考えられてきた。しかし、近年では脳のいろんな部位のグルタミン酸やGABA作動性などのいわゆる速い伝達を担うニューロン群とそれが紡ぐ神経回路網による緻密な睡眠制御の存在も示唆されている。具体的には、哺乳動物の睡眠・覚醒制御では、皮質下の前頭前野や基底核などにそのようなニューロン群が存在する。このような睡眠・覚醒制御ニューロン群はいくつか同定されているが、それらの既知の構成要素の組み合わせでは睡眠・覚醒パターンの形成はまだ説明できない。本研究では部位及びセルタイプ特異的なニューロン活動操作技術により、古典的な切断・破壊実験で見過ごされてきた脳部位を狙った新規の睡眠・覚醒制御ニューロンの無作為探索を試みている。現在までに延髄の一部に覚醒~ノンレム睡眠~レム睡眠の遷移を制御するニューロンが存在することを見出している。この部位でこのタイプのニューロン群の存在を示唆する報告は未だ無い。このニューロン群の活動操作と投射パターンの解析を終え、その生理学的特性の解明のため、電気生理学的実験とイメージング実験の両方の準備を進行中である。アプローチの難しい部位のため、複数の選択肢を試行しつつ最適化する必要があり、予想より時間を費やすこととなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

いくつかのコントロール実験を行い、その結果から、本年度までで得られた方向性が妥当なものと判断された。また新たな実験の準備もおおむね順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

睡眠においては未探索の脳領域であるため、正確な入出力関係を知るために、各種トレーサー実験を行う。さらに、生理学的特性を理解するためにin vivoの活動パターン記録を実施する。

報告書

(2件)
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書

研究成果

(10件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 学会発表

  • [雑誌論文] Anatomical and electrophysiological development of the hypothalamic orexin neurons from embryos to neonates2017

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Yukino、Kanda Takeshi、Vogt Kaspar、Yanagisawa Masashi
    • 雑誌名

      J Comp Neurol

      巻: 525 ページ: 3809-3820

    • DOI
      10.1002/cne.24261
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
  • [雑誌論文] Activation of ventral tegmental area dopamine neurons produces wakefulness through dopamine D2-like receptors in mice.2017

    • 著者名/発表者名
      Oishi Y, Suzuki Y, Takahashi K, Yonezawa T, Kanda T, Takata Y, Cherasse Y, Lazarus M
    • 雑誌名

      Brain Struct Funct

      巻: - ページ: 2907-2915

    • DOI
      10.1007/s00429-017-1365-7
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Promising techniques to illuminate neuromodulatory control of the cerebral cortex in sleeping and waking states2017

    • 著者名/発表者名
      Kanda T, Ohyama K, Muramoto H, Kitajima N, Sekiya H.
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: 印刷中 ページ: 92-103

    • DOI
      10.1016/j.neures.2017.04.009
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] レム睡眠行動障害のメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      本堂茉莉 上田壮志
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 26 ページ: 811-818

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Forward-genetics analysis of sleep in randomly mutagenized mice.2017

    • 著者名/発表者名
      Funato H and Yanagisawa M et al.
    • 雑誌名

      Nature.

      巻: 539(7629) 号: 46 ページ: 378-383

    • DOI
      10.1038/nature20142
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Orexin B induces GABAA receptor-mediated tonic inhibition in the locus coeruleus.2017

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa T, Fukuoka J, Kizuka M, Miyazaki T, Kanda T, Yanagisawa M
    • 学会等名
      The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Imaging Sleep and Wakefulness2017

    • 著者名/発表者名
      Kanda T, Miyazaki T, Yanagisawa M
    • 学会等名
      The 12th Uehara International Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著/国際学会である / 招待講演
  • [学会発表] 延髄背側部に存在する新規睡眠・覚醒制御ニューロン群2016

    • 著者名/発表者名
      上田壮志、中司大樹、黒川達哉、石川有希子、柿崎美代、シェラス ヨアン、柳沢正史
    • 学会等名
      日本睡眠学会第41回定期学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Orexin B plays an inhibitory role in noradrenergic neurons in the locus coeruleus.2016

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa T, Fukuoka J, Kizuka M, Miyazaki T, Kanda T, Yanagisawa M
    • 学会等名
      The 5th Annual IIIS Symposium and the 32nd Wako Workshop
    • 発表場所
      東京コンファレンスセンター品川(東京都港区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際共著/国際学会である
  • [学会発表] Neuronal firing in the cerebral cortex during waking and NREM sleep.2016

    • 著者名/発表者名
      Ohyama K, Miyazaki T, Kanda T, Makino T, McHugh T, Yanagisawa M, Greene RW, Vogt K
    • 学会等名
      The 5th Annual IIIS Symposium and the 32nd Wako Workshop
    • 発表場所
      東京コンファレンスセンター品川(東京都港区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際共著/国際学会である

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2018-12-17  

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