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背側縫線核セロトニンニューロンの発火パターンに対する覚醒物質オレキシンの作用

研究課題

研究課題/領域番号 19K07284
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分48020:生理学関連
研究機関浜松医科大学

研究代表者

石橋 賢  浜松医科大学, 医学部, 助教 (90832189)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードオレキシン / 発火後過分極 / 非選択的陽イオンチャネル / sAHP / SKチャネル / 覚醒 / slow AHP
研究開始時の研究の概要

睡眠覚醒調節に関与するオレキシンが発見されて以来、細胞膜電位の変化とそれを引き起こす分子の同定など分子細胞生物学的な影響が検討されてきた。これに対して睡眠覚醒や情動の調節に関与する背側縫線核セロトニン神経においてオレキシンが単純に神経を脱分極させるのではなく、発火様式に影響を与える複数要因が同時に生じ複雑な影響を及ぼしていることを発見した。この発見は近年盛んに行われている生体において記録された実験の結果を理解するうえで非常に重要だが、その機序が完全に同定されたとはいえない。そこで、オレキシンがセロトニン神経の発火様式に及ぼす機能的影響を明らかにする。

研究成果の概要

本研究は、オレキシンが背側縫線核セロトニン作動性ニューロンの活動に及ぼす影響を検討した。オレキシンは、セロトニン作動性ニューロンを脱分極させると共に発火後過分極を増強して発火頻度順応を大きくする。このオレキシンによる発火後過分極増強のうちカルシウム感受性カリウムチャネルに依存しない遅い成分が、オレキシンにより活性化された非選択的陽イオンチャネルが発火活動に伴い細胞内へ流入したカルシウムにより一過性に抑制されたために生じる過分極であることを示唆する結果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、オレキシンによる脱分極だけではなく発火後過分極の増強による発火頻度順応の変化、膜ノイズによるシナプス入力に対する感受性調節など入出力信号の処理にいかにオレキシンが寄与するか?という機能面に注目し総合的に検討する研究である。また、予備実験から得られたオレキシンの作用に対するカルシウム濃度依存性を示す結果は、本研究がオレキシンの作用機序のより詳細な解明という学術的問いに対する結果をもたらすことに留まらず、睡眠/覚醒調節に関連した病態機序を説明できることから、将来的には睡眠障害などの治療薬開発に向けた創薬につながると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] New York Medical College(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] New York Medical College(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ニューヨーク医科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] New York Medical College(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Therapeutic effects of KCC2 chloride transporter activation on detrusor overactivity in mice with spinal cord injury2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kyohei、Ishibashi Masaru、Suzuki Takahisa、Otsuka Atsushi、Yoshimura Naoki、Miyake Hideaki、Fukuda Atsuo
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Renal Physiology

      巻: 324 号: 4 ページ: F353-F361

    • DOI

      10.1152/ajprenal.00271.2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A subpopulation of AgRP neurons excites CRH axon terminals in median eminence led to HPA axis activation in response to food restriction.2022

    • 著者名/発表者名
      Yesmin R, Watanabe M, Sinha AS, Ishibashi M, Wang T, Fukuda A
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      巻: 15: 990803 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3389/fnmol.2022.990803

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Orchestration of Ion Channels and Transporters in Neocortical Development and Neurological Disorders2022

    • 著者名/発表者名
      Bando Y, Ishibashi M, Yamagishi S, Fukuda A, Sato K.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 16 ページ: 827284-827284

    • DOI

      10.3389/fnins.2022.827284

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discharge and Role of GABA Pontomesencephalic Neurons in Cortical Activity and Sleep-Wake States Examined by Optogenetics and Juxtacellular Recordings in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Cisse Youssouf、Ishibashi Masaru、Jost Josefa、Toossi Hanieh、Mainville Lynda、Adamantidis Antoine、Leonard Christopher S.、Jones Barbara E.
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 40 号: 31 ページ: 5970-5989

    • DOI

      10.1523/jneurosci.2875-19.2020

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 背側縫線核ニューロンに対する覚醒ペプチドオレキシンのダイナミッククランプ研究2020

    • 著者名/発表者名
      石橋賢, 福田敦夫、Leoanrd S. Christopher
    • 雑誌名

      月刊 細胞

      巻: 52 ページ: 50-53

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Diverse Actions of Astrocytes in GABAergic Signaling.2019

    • 著者名/発表者名
      Masaru Ishibashi, Kiyoshi Egawa, Atsuo Fukuda
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20(12) 号: 12 ページ: 1-18

    • DOI

      10.3390/ijms20122964

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] KCC2 クロライドイオン・トランスポーターのダウンレギュレーションは排尿筋過活動と関連する2023

    • 著者名/発表者名
      渡邊 恭平、石橋 賢、鈴木 孝尚、大塚 篤史、吉村 直樹、三宅 秀明、福田 敦夫
    • 学会等名
      第32回泌尿器科分子・細胞研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ニューロンおよびアストロサイトのCl-ホメオダイナミクス破綻によるてんかん原性2023

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢、Nguyen Trong Dao、渡部美穂、Adya Saran Sinha、Ruksana Yesmin、福田敦夫
    • 学会等名
      第34回てんかん財団研究報告会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] オレキシン誘発性の発火後過分極増強が背側縫線核セロトニン作動性ニューロンのスパイクエンコーディングに及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢、福田敦夫、Christopher S. Leonard
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Astrocytic Na-K-Cl cotransporter type 1 ameliorates seizures promoted by GABAergic excitation.2023

    • 著者名/発表者名
      Dao Trong Nguyen, Masaru Ishibashi, Miho Watanabe, Tenpei Akita, Adya Saran Sinha, Ruksana Yesmin, Atsuo Fukuda
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] オレキシン誘発性の発火後過分極増強が背側縫線核セロトニン作動性ニューロンのスパイクエンコーディングに及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢、福田敦夫、Christopher S. Leonard
    • 学会等名
      第69回 中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Loss of astrocytic Na-K-Cl cotransporter type 1 hastens seizures promoted by GABAergic excitation of neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Dao Trong Nguyen, Masaru Ishibashi, Miho Watanabe, Adya Saran Sinha, Ruksana Yesmin, Atsuo Fukuda
    • 学会等名
      第69回 中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Differential impact of chronic morphine on the electrophysiological properties of hypocretin/orexin (H/O) neurons is reversible after four weeks of spontaneous withdrawal2022

    • 著者名/発表者名
      Berry EA., Huhulea EN., Sheu P., Ishibashi M., Mcgregor R., Siegel JM., Leonard CS.
    • 学会等名
      Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Astrocytic NKCC1 plays a pivotal role in prevention of seizures promoted by postsynaptic GABAergic excitation in epilepsy models2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen DT., Ishibashi M., Watanabe M., Sinha A., Yesmin R., Fukuda A.
    • 学会等名
      Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 発達期皮質錐体細胞におけるCa2+動態とタウリンによるGABAA受容体活性化2022

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢、阪東勇輝、佐藤康二、福田敦夫
    • 学会等名
      第49回 日本脳科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 脊髄損傷マウスにおけるKCC2の発現低下は排尿筋過活動と関連する2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊 恭平、石橋 賢、鈴木 孝尚、大塚 篤史、吉村 直樹、三宅 秀明、福田 敦夫
    • 学会等名
      第49回 日本脳科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Loss of astrocytic Na-K-Cl cotransporter type 1 hastens seizures promoted by GABAergic excitation of neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Dao Trong Nguyen, Masaru Ishibashi, Miho Watanabe, Tenpei Akita, Adya Saran Sinha, Ruksana Yesmin, Atsuo Fukuda
    • 学会等名
      第49回 日本脳科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] オレキシンは縫線核セロトニン作動性ニューロンにおいて新しい機序の発火後過分極を誘発する2022

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢, 福田敦夫, Christopher S. Leonard
    • 学会等名
      第99回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] オレキシンは縫線核セロトニン作動性ニューロンにおいて非選択的陽イオンチャネルの閉口による発火後過分極を誘発する2021

    • 著者名/発表者名
      石橋賢,福田敦夫,Leonard S Christopher
    • 学会等名
      第68回 中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 発達期皮質錐体細胞におけるCa2+動態とタウリンによるGABAA受容体活性化2020

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢, 阪東勇輝, 佐藤康二, 福田敦夫
    • 学会等名
      第67回中部生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 背側縫線核セロトニン作動性ニューロンにおけるオレキシン誘発性発火後過分極がシナプス入力感受性に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢、福田敦夫 Christopher S. Leonard
    • 学会等名
      第47回日本脳科学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Chronic morphine exposure induces cell type specific changes in the intrinsic electrophysiological properties of mouse hypocretin/orexin (H/O) neurons.2020

    • 著者名/発表者名
      Berry E.A., Javed S., Mcgregor R., Ishibashi M., Siegel JM. And Leonard CS.
    • 学会等名
      fN Global Connectome: A Virtual Event
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 発達期皮質錐体細胞におけるCa2+動態とタウリンによるGABAA受容体活性化2020

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢, 阪東勇輝, 佐藤康二, 福田敦夫
    • 学会等名
      第7回国際タウリン研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of orexin on the firing pattern of serotonergic dorsal raphe neurons.2019

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢、福田敦夫、Christopher S. Leonard
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 背側縫線核セロトニン作動性ニューロンおけるオレキシン誘発性発火後過分極と内向き電流に対する細胞内外カルシウム濃度の影響.2019

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢、福田敦夫、Christopher S. Leonard
    • 学会等名
      第66回日本中部生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Impact of a novel slow afterhyperpolarization (sAHP) on spike encoding by serotonergic (5-HT) dorsal raphe (DR) neurons.2019

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi M., Berry E.A., Molina N.E., Sato T., Fukuda A., Leonard C.S.
    • 学会等名
      48th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 背側縫線核セロトニン作動性ニューロンおけるオレキシン誘発性発火後過分極と内向き電流に対する細胞内外カルシウム濃度の影響.2019

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢、福田敦夫、Christopher S. Leonard
    • 学会等名
      第46回日本脳科学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 発達期皮質錐体細胞におけるCa2+動態とタウリンによるGABA受容体活性化.2019

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢, 阪東勇輝, 佐藤康二, 福田敦夫
    • 学会等名
      オシロロジー2019 年度第 2 回領域会議
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 発達期皮質錐体細胞におけるCa2+動態とタウリンによるGABAA受容体活性化.2019

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢, 阪東勇輝, 佐藤康二, 福田敦夫
    • 学会等名
      2019年度 自然科学研究機構分野融合型共同研究事業 ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オレキシンは縫線核セロトニン作動性ニューロンにおいて陽イオンチャネルの閉口による全く新しい機序の発火後過分極を誘発する.2019

    • 著者名/発表者名
      石橋 賢、福田敦夫、Christopher S. Leonard
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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