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インビボにおける特定神経活動の制御法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20659034
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
研究機関生理学研究所

研究代表者

山中 章弘  生理学研究所, 細胞器官研究系, 准教授 (60323292)

研究分担者 照井 直人  筑波大学, 人間総合科学研究科, 教授 (40111372)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2009年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2008年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード睡眠覚醒 / 視床下部 / パッチクランプ / 遺伝子改変マウス / メラノプシン / 光感受性タンパク質 / オプトジェネティクス / オレキシン / 緑色蛍光タンパク質 / ナルコレプシー
研究概要

睡眠覚醒調節に重要な役割を担っている、視床下部のオレキシン神経特異的に光感受性電位変換タンパク質であるメラノプシンを発現する遺伝子改変マウスを作成し、その活動を光によって制御することを試みた。オレキシン神経特異的にテトラサイクリントランスアクティベーター(tTA)を発現する遺伝子改変マウスを新たに作成し、tTA依存的にメラノプシンを発現するTet-Oメラノプシンマウスと交配させた。このダブルトランスジェニックマウスの脳では、全オレキシン神経の約85%にメラノプシンの発現が認められた。スライスパッチクランプを用いた解析によって、オレキシン神経活動が光によって活性化されること、またその活性化が持続することを確認した。オレキシン神経にパッチクランプし、対物レンズを介して約1秒間の光照射を行うと1分程度の持続的な活性化が誘導された。またメラノプシンは、チャネルロドプシン等の活性化に必要な光強度の約1/100で十分の活性化が認められた。この結果はメラノプシンを用いたオプトジェネティクスが有用なことを示している。弱い光でも活性化出来る性質により、レーザー光源よりも光強度は弱いが、扱いやすく小型のLEDを用いた光制御の可能性を示唆する結果となった。また、光ファイバーを用いたインビボにおけるオレキシン神経の光刺激では、ノンレム睡眠中のマウスにおいて覚醒を導くことにも成功した。今後はさらに研究を進めて、メラノプシンを活性化するために波長特性や、照射条件などを詳細に決定し、新しい神経活動の光制御法を確立していく。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Neuropeptide B induces slow wave sleep in mice.2011

    • 著者名/発表者名
      Hirashima N, Tsunematsu T, Ichiki K, Tanaka H, Kilduff T S, Yamanaka A
    • 雑誌名

      Sleep

      巻: 34 ページ: 31-37

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orexin Directly Excites Orexin Neurons through Orexin 2 Receptor.2010

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka A, Tabuchi S, Tsunematsu T, Fukazawa Y, Tominaga M
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 30 ページ: 12642-12652

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New approaches for the study of orexin function.2010

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka A, Tsunematsu T
    • 雑誌名

      J Neuroendocrinol

      巻: 22 ページ: 818-824

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation of polycystic kidney disease-2-like 1 (PKDL-1)/PKD1L3 complex by acid in mouse taste cells2010

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi H, Yamanaka A, Uchida K, Shibasaki K, Sokabe T, Maruyama Y, Yanagawa Y, Murakami S, Tominaga M
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 285 ページ: 17277-17288

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of TRPV2 activation in intestinal movement through NO production in mice.2010

    • 著者名/発表者名
      Mihara H, Boudaka A, Shibasaki K, Yamanaka A, Sugiyama T, Tominaga M
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 30 ページ: 165346-16544

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress-induced analgesa is coordinately regulated by hypocretin/orexin and nociceptin/orphanin FQ2009

    • 著者名/発表者名
      Xie X, Wisor J, Hara J, Crowder T, LeWinter R, Khroyan T, Yamanaka A, Diano S, Horvath T, Sakurai T, Toll L, Kilduff TS
    • 雑誌名

      J Clinical Inv 118

      ページ: 2471-2481

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vasopressin increases locomotion 4tOh1r1o1u3g7h2 a V1a receptor in the orexin/hypocretin neurons- implication for water homeostasis2008

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu T, Fu L, Yamanaka A, Ichiki K, Tanoue A, Sakurai T, van den Pol AN
    • 雑誌名

      J Neurosci 28

      ページ: 228-238

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] An artificial control of sleep/wakefulness state using optogenetics in mice2011

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka A, Tsunematsu T
    • 学会等名
      2^<nd> International Symposium on Photonic Bioimaging
    • 発表場所
      ニセコリゾート(北海道)
    • 年月日
      2011-02-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optogenetic silencing of orexin neurons induces slow wave sleep in mice2011

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu T, Yamanaka A
    • 学会等名
      2^<nd> International Symposium on Photonic Bioimaging
    • 発表場所
      ニセコリゾート(北海道)
    • 年月日
      2011-02-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 睡眠覚醒調節におけるオレキシン神経とセロトニン神経の役割について2010

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka A, Tsunematsu T, Tabuchi S, Tominaga M
    • 学会等名
      中部生理学会
    • 発表場所
      藤田保健衛生大学(愛知県)
    • 年月日
      2010-10-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optical inhibition of orexin neuronal activity using transgenic mice in which orex in neurons express a light-activated protein, halorhodopsin2010

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu T, Tabuchi S, Tominaga M, Yamanaka A
    • 学会等名
      7th FENS Forum of European Neuroscience
    • 発表場所
      アムステルダム(オランダ)
    • 年月日
      2010-07-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Orexin activates orexin neurons via the OX2R2010

    • 著者名/発表者名
      Tabuchi S, Tsunematsu T, Tominaga M, Yamanaka A
    • 学会等名
      7th FENS Forum of European Neuroscience
    • 発表場所
      アムステルダム(オランダ)
    • 年月日
      2010-07-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optical control of hypothalamic neurons involved in sleep/wakefulness regulation2010

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka A, Tsunematsu T
    • 学会等名
      日本睡眠学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2010-07-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optical control of hypothalamic neurons involved in sleep/wakefulness regulation2010

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka A
    • 学会等名
      日本生理学会年会
    • 発表場所
      盛岡市民文化ホール(岩手県)
    • 年月日
      2010-05-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Orexin activates orexin neurons via the OX2R2010

    • 著者名/発表者名
      Tabuchi S, Tsunematsu T, Tominaga M, Yamanaka A
    • 学会等名
      日本生理学会年会
    • 発表場所
      盛岡市民文化ホール(岩手県)
    • 年月日
      2010-05-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optical control of hypothalamic neurons involved in sleep/wakefulness regulation2009

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yamanaka
    • 学会等名
      国際生理学会(IUPS2009)
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都府)
    • 年月日
      2009-07-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] バソプレシンはV1a受容体を介してオレキシン神経を活性化する2008

    • 著者名/発表者名
      常松友美、山中章弘、富永真琴
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 発表場所
      東京国際フォーラム
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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