| 研究課題/領域番号 |
19J22074
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
昆 一弘 東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 睡眠 / リン酸化 / カルシウムチャネル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
入眠とは覚醒から睡眠という行動学・生理学的に相互排他的な状態変化を担う行動であり、その制御は個体の適切な睡眠覚醒のために必要不可欠である。本研究では、入眠に重要な分子であるCav3.2の大規模機能解析系と質量分析によるリン酸化解析からCav3.2リン酸化修飾経路を同定し、その経路を摂動した遺伝子改変マウスの作製およびその睡眠表現型解析から、Cav3.2のリン酸化修飾による機能制御が入眠過程に重要であるという仮説を検証することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
摂食や睡眠、生殖をはじめとした本能行動は、無脊椎動物からわれわれヒトに至るまで進化的に高度に保存された行動であるが、これらの行動を制御する分子・神経機構は完全には理解されていない。特にも睡眠は未だに多くの謎が残されており、医学的・社会的な見地からもその詳細な制御機構の解明が期待されている。本研究では、睡眠覚醒行動の中でも特に入眠を司る分子・神経基盤に着目している。入眠に重要なリン酸化修飾経路を同定し、その経路を操作した際の睡眠表現型解析から、特定の細胞集団におけるリン酸化修飾による分子機能制御が入眠過程に重要であるという仮説を検証する。
神経活動を薬理遺伝学的に活性化すると入眠が誘導され、抑制すると入眠が阻害される神経細胞集団を前年度までに同定している。この細胞集団が睡眠恒常性にも関与するかを調べた。睡眠を剥奪した後に、当該細胞集団の神経活動を薬理遺伝学的に抑制すると、通常は見られるはずの回復睡眠が見られなかった。この結果は、当該細胞集団の活性化が睡眠剥奪後の回復睡眠に必要であることを示唆する。
次に、当該細胞集団内ではたらく重要なリン酸化修飾経路を同定するために、当該細胞集団において特定の内在性キナーゼ活性を双方向に操作した。その結果、当該キナーゼを活性化しても阻害しても入眠が誘導されることが分かった。同様に、キナーゼ活性の双方向の操作は両者とも睡眠剥奪後の回復睡眠を減弱させた。これらの結果は、適切なタイミングでのキナーゼ活性の変化が神経活動をダイナミックに調節することで、入眠および睡眠恒常性を制御することを示唆する。
本研究では、入眠および睡眠恒常性制御に寄与する特定の細胞集団を同定し、その中ではたらく重要なキナーゼを見出した。当該キナーゼが関与するリン酸化修飾経路が入眠だけでなく睡眠制御の中核をなす重要な分子基盤である可能性を新たに提示する。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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