睡眠・覚醒の脳内エネルギー状態の解明

• 研究課題/領域番号: 16K19009
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 夏堀 晃世 公益財団法人東京都医学総合研究所, 精神行動医学研究分野, 主席研究員 (20732837)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: アデノシン三リン酸（ATP） / 睡眠覚醒 / 大脳皮質 / ファイバフォトメトリー / in vivo / アデノシン3リン酸（ATP） / インビボ計測 / 細胞内ATP / 睡眠 / 脳 / In vivo / 脳・神経 / 神経科学 / 代謝

研究成果の概要

ATP（アデノシン三リン酸）は動物の各細胞で生合成され、あらゆる細胞機能に利用されるエネルギー代謝分子であり、その細胞内濃度は神経興奮性に影響を与えうることが知られる。しかし生きた動物の脳内では、エネルギー消費活動に合わせたエネルギー合成促進機構が存在するため、脳活動に伴い細胞内ATP濃度が変動するのか、あるいは常に一定に保たれているのか不明であった。本研究はATPの蛍光プローブを細胞質に発現するノックインマウスを用い、生きたマウス脳の細胞内ATP動態を計測する光ファイバ計測システムを構築した。このシステムを用い、マウスの睡眠覚醒に伴う大脳皮質の細胞内ATP動態を明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] Max-Planck-Institute(Germany)
• [雑誌論文] Distinct Roles of Ventromedial versus Ventrolateral Striatal Medium Spiny Neurons in Reward-Oriented Behavior. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui-Kimura I, Natsubori A, Mori M, Kobayashi K, Drew MR, de Kerchove d'Exaerde A, Mimura M, Tanaka KF.
  • 雑誌名: Curr Biol 巻: 27 号: 19 ページ: 3042-3048
  • DOI: 10.1016/j.cub.2017.08.061
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ventrolateral striatal medium spiny neurons positively regulate food-incentive, goal-directed behavior independently of D1 and D2 selectivity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiyo Natsubori, Iku Tsustui-Kimura, Hiroshi Nishida, Youcef Bouchekioua, Hiroshi Sekiya, Motokazu Uchigashima, Masahiko Watanabe, Alban de Kerchove d'Exaerde, Masaru Mimura, Norio Takata, and Kenji Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 37 号: 10 ページ: 2723-2733
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3377-16.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 光ファイバ計測システムを用いたマウス脳の細胞内ATP動態計測. (2017)
  • 著者名/発表者名: 夏堀 晃世, 児玉 亨, 辛島 彰弘, 山本 正道, 高田 則雄, 田中 謙二, 本多 真.
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 光ファイバを用いたマウス脳の細胞内ATP動態計測. (2017)
  • 著者名/発表者名: 夏堀 晃世, 児玉 亨, 辛島 彰弘, 山本 正道, 高田 則雄, 田中 謙二, 本多 真.
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
• [学会発表] 光ファイバを用いたマウス脳の細胞内ATP動態計測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 夏堀 晃世、児玉 亨、辛島 彰洋、山本 正道、高田 則雄、田中 謙二、本多 真
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
• [学会発表] 目的指向型行動における腹側線条体カルシウム振動の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村 生、夏堀 晃世、西田 洋司、田中 謙二
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
• [備考] 動物の意欲を司る2種類の線条体神経の活動と役割分担について解明
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/topics/2017/0206.html