神経細胞特異的Ｓｉｋ３遺伝子欠損マウスを用いた睡眠・代謝制御神経基盤の解明

• 研究課題/領域番号: 18J21517
• 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: 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 浅野 冬樹 筑波大学, 人間総合科学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2018-04-25 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円); 2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 睡眠 / 概日リズム / リン酸化酵素 / SIK3 / 睡眠・覚醒 / 遺伝子改変マウス / Cre-loxPシステム / 神経細胞サブタイプ / コンディショナルノックアウト / 体重

研究実績の概要

リン酸化酵素であるSIK3の機能獲得型変異は、ノンレム睡眠時間の増加および睡眠要求の指標のひとつであるノンレム睡眠時の脳波のデルタ波成の増加を引き起こし、過眠症様症状を示す。しかし、内因性のSIK3が睡眠覚醒制御に関わっているかどうか、関わっているならば、どのような脳領域や神経細胞種がSIK3を介した睡眠制御に重要なのかは明らかになっていない。全身性にSIK3を欠損したマウスはそのほとんどが末梢性の異常により生後すぐに死亡してしまうため、睡眠覚醒評価に使用できない。本研究では、新たに確立したCre酵素特異的にSIK3欠損を引き起こすSik3-floxマウスと特定の脳領域、神経細胞種でCreを発現するマウス複数種とを交配することで、様々な脳領域や神経細胞種でSIK3を欠損したマウスを作成した。研究代表者らは10種類以上の脳領域、神経細胞種特異的なSIK3欠損マウスを作成したが、これらのマウスは出生直後の突然死や外見上明らかな異常は示さなかった。脳領域および神経細胞種特異的なSIK3欠損マウスの睡眠覚醒を評価することにより、内因性のSIK3が睡眠覚醒を制御する脳領域および神経細胞種の特定を試みた。
睡眠覚醒評価を通して、内因性のSIK3がある脳領域の特定の神経細胞種を介して睡眠要求を制御していることが明らかになった。また、前年度に見出したSIK3欠損による概日リズム異常についても、その責任領域および神経細胞集団を特定した。概日リズム異常は、SIK3を介した睡眠要求制御に関わる神経細胞種とは異なる神経細胞種においてSIK3を欠損させた場合に観察された。したがって、SIK3は異なる神経細胞集団を介して睡眠要求と概日リズム制御を制御していることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [学会発表] Sik3 regulates sleep need via glutamatergic neurons in cerebral cortex in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki Asano, Tomoyuki Fujiyama, Chika Miyoshi, Tomohiro Kitazono, Noriko Hotta-Hirashima, Miyo Kakizaki, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Shinya Nakata, Nodoka Asama, Seiya Mizuno, Fumihiro Sugiyama, Satoru Takahashi, Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: Neuroscience2021
  • 国際学会
• [学会発表] Endogenous SIK3 regulates sleep need through glutamatergic neurons in cerebral cortex (2021)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki Asano, Tomoyuki Fujiyama, Chika Miyoshi, Tomohiro Kitazono, Noriko Hotta-Hirashima, Miyo Kakizaki, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Shinya Nakata, Nodoka Asama, Seiya Mizuno, Fumihiro Sugiyama, Satoru Takahashi, Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: 第44回日本神経科学大会
• [学会発表] SIK3 regulates sleep need and circadian rhythm through distinct neuronal pathways (2020)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki Asano, Tomoyuki Fujiyama, Chika Miyoshi, Noriko Hotta-Hirashima, Miyo Kakizaki, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Shinya Nakata, Nodoka Asama, Seiya Mizuno, Fumihiro Sugiyama, Satoru Takahashi, Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: 第43回日本神経科学大会
• [学会発表] Sleep/wakefulness in neuron subtype-specific SIK3-deficient mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki Asano, Tomoyuki Fujiyama, Chika Miyoshi, Noriko Hotta-Hirashima, Miyo Kakizaki, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Shinya Nakata, Nodoka Asama, Seiya Mizuno, Fumihiro Sugiyama, Satoru Takahashi, Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] 神経細胞サブタイプ特異的SIK3欠損マウスの睡眠覚醒 (2019)
  • 著者名/発表者名: 浅野冬樹、藤山知之、三好千香、堀田範子、柿崎美代、一久綾、管野里美、山田麻奈、中田慎也、水野聖哉、杉山文博、高橋智、船戸弘正、柳沢正史
  • 学会等名: 第26回学術大会日本時間生物学会
• [学会発表] Sleep/wakefulness in neuron-specific SIK3-deficient mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki Asano, Tomoyuki Fujiyama, Chika Miyoshi, Noriko Hotta-Hirashima, Miyo Kakizaki, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Shinya Nakata, Nodoka Asama, Seiya Mizuno, Fumihiro Sugiyama, Satoru Takahashi, Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: Fusion of Biomedical and Physical/ Informational Sciences in Neurobiology
  • 国際学会
• [学会発表] Production of brain-specific SIK3-deficient mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki Asano, Tomoyuki Fujiyama, Chika Miyoshi, Miyo Kakizaki, Noriko Hotta-Hirashima, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Seiya Mizuno, Fumihiro Sugiyama, Satoru Takahashi, Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
• [学会発表] Establishment of the neuron-type specific SIK3-deficient mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki Asano, Tomoyuki Fujiyama, Chika Miyoshi, Miyo Kakizaki, Noriko Hotta-Hirashima, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Seiya Mizuno, Fumihiro Sugiyama, Satoru Takahashi, Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: TSUKUBA GROBAL SCIENCE WEEK 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Sleep/wakefulness in neuron-specific SIK3-deficient mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Fuyuki Asano, Tomoyuki Fujiyama, Chika Miyoshi, Miyo Kakizaki, Noriko Hotta-Hirashima, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Seiya Mizuno, Fumihiro Sugiyama, Satoru Takahashi, Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: IIIS symposium 2018
  • 国際学会