睡眠覚醒制御に関わる神経機構の統合的解明

• 研究課題/領域番号: 20680021
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円); 2010年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2009年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2008年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: 睡眠覚醒 / インビボ / トランスジェニックマウス / チャネルロドプシン2 / 細胞外記録 / オレキシン / 視床下部 / スライスパッチクランプ / 脳波筋電図 / パッチクランプ / 遺伝子改変マウス / 緑色蛍光タンパク質 / 光感受性タンパク質 / ナルコレプシー

研究概要

睡眠覚醒は個体のみで生じる現象である。そのため、睡眠覚醒調節に関わる神経回路網の動作原理の解明には、全ての神経回路が保たれた丸ごと個体において、検証することが不可欠である。近年開発されたチャネルロドプシン2(ChR2)および、ハロロドプシン(Halo)を、オレキシン神経特異的に発現させると、in vivoにおいて、オレキシン神経の活動を光を用いて人為的に制御することが可能となった。オレキシン神経特異的にHaloを発現するトランスジェニックマウスを作成してin vivo、in vitroの両方における解析を行った。in vitroスライス標本を作成し、オレキシン神経にパッチクランプした後に黄色光を照射して神経活動の抑制を行い、光刺激の条件を設定した。その後、意識下のマウスを用いてインビボにおけるオレキシン神経活動の抑制を試みた。光ファイバーを視床下部に留置しオレキシン神経活動を黄色光刺激により抑制した。同時に脳波筋電図および、縫線核セロトニン神経細胞から神経活動を細胞外記録によって記録した。光ファイバーを介して黄色光を視床下部に導き、オレキシン神経活動を抑制すると脳波は徐波成分の増加を示し、セロトニン神経活動は完全に抑制された。これらのことから、オレキシン神経活動の抑制によって徐波睡眠が誘導されることが示された。

研究成果

• [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 TS, Yamanaka A
  • 雑誌名: Sleep 巻: Vol.34 ページ: 31-37
  • 査読あり
• [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 TS, Yamanaka A
  • 雑誌名: Sleep 34 ページ: 31-37
  • 査読あり
• [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 TS, Yamanaka A
  • 雑誌名: Sleep 巻: 34 ページ: 31-37
  • 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: Vol.30 ページ: 16536-16544
  • 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 cells (2010)
  • 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: Vol.285 ページ: 17277-17288
  • 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 and Tsunematsu T
  • 雑誌名: J Neuroendocrinol 巻: Vol.22 ページ: 818-824
  • 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: Vol.30 ページ: 12642-12652
  • 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 30 ページ: 12642-12652
  • 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 30 ページ: 16536-16544
  • 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 22 ページ: 818-824
  • 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 cells (2010)
  • 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 285 ページ: 17277-17281
  • 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
  • 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
  • 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 cells (2010)
  • 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
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress-induced analgesa is coordinately regulated by hypocretin/orexin andnociceptin/orphanin FQ (2009)
  • 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 巻: Vol.118 ページ: 2471-2481
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress-induced analgesa is coordinately regulated by hypocretin/orexin andnociceptin/orphanin FQ (2009)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vasopressin increases locomotion through a V1a receptor in the orexin/hypocretin neurons-implication for water homeostasis (2008)
  • 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 巻: Vol.28 ページ: 228-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kilduff TS Stress-induced analgesa is coordinately regulated by hypocretin/orexin and nociceptin/orphanin FQ. (2008)
  • 著者名/発表者名: Xie X, Wisor J, Hara J, Crowder T, Le Winter R, Khroyan T, Yamanaka A, Diano S, Horvath T, Sakurai T, Toll L
  • 雑誌名: J Clinical Inv 118 ページ: 2471-2481
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vasopressin increases locomotion through a Via receptor in the orexin/hypocretin neurons-implication for water homeostasis (2008)
  • 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
  • 査読あり
• [学会発表] An artificial control of sleep/wakefulness state using optogenetics in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka A and Tsunematsu T
  • 学会等名: 2nd 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
• [学会発表] Optogenetic silencing of orexin neurons induces slow wave sleep in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka A and Tsunematsu T
  • 学会等名: 2nd 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
• [学会発表] An artificial control of sleep/wakefulness state using optogenetics in mice (2011)
  • 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
• [学会発表] Optogenetic silencing of orexin neurons induces slow wave sleep in mice (2011)
  • 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
• [学会発表] An artifici al control of sleep/wakefulness state using optogenetics in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Yamanaka
  • 学会等名: 2nd International Symp osium on Photonic Bioimaging
  • 発表場所: Niseko, Japan
• [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
• [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
• [学会発表] Optical inhibition of orexin neuronal activity using transgenic mice in which orexin neurons express a light-activated protein, halorhodopsin (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsunematsu T, Tabuchi S, Tominaga M, Yamanaka A
  • 発表場所: アムステルダムオランダ
  • 年月日: 2010-07-06
• [学会発表] Optical inhibition of orexin neuronal activity using transgenic mice in which orexin neurons express a light-activated protein, halorhodopsin (2010)
  • 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
• [学会発表] Orexin activates orexin neurons via the OX2R (2010)
  • 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
• [学会発表] Orexin activates orexin neurons via the OX2R (2010)
  • 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
• [学会発表] Optical control of hypothalamic neurons involved in sleep/wakefulness regulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka A and 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
• [学会発表] Optical control of hypothalamic neurons involved in sleep/wakefulness regulation (2010)
  • 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
• [学会発表] Optical control of hypothalamic neurons involved in sleep/wakefulness regulation (2010)
  • 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
• [学会発表] Orexin activates orexin neurons via the OX2R (2010)
  • 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: 2010-05-21
• [学会発表] Optical control of hypothalamic neurons involved in sleep/wakefulness regulation (2010)
  • 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
• [学会発表] Orexin activates orexin neurons via the OX2R (2010)
  • 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
• [学会発表] New approaches to studing orexin function (2010)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Yamanaka, Tomomi Tsunema
  • 学会等名: tsu International Congress of Neuroendocri nology 2010
  • 発表場所: Rouin, France
• [学会発表] オレキシン神経による睡眠覚醒調節 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中章弘, 常松友美
  • 学会等名: 日本睡眠学会第35回定期学術集会シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Optical control of hypothalamic neurons involved in sleep/wakefulness regulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka A
  • 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
• [学会発表] Optical control of hypothalamic neurons involved in sleep/wakefulness regulation (2009)
  • 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
• [学会発表] Electrophy siological recording and optical manipulati on of orexin neural activity (2009)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Yamanaka
  • 学会等名: International Congress of Physiological Sciences 2009
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Orexin and energy homeostasis (2009)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Yamanaka
  • 学会等名: The 11th Meeting of Hirosaki International Forum of Medical S cience Workshop
  • 発表場所: Hirosaki, Japan
• [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東京都
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] バソプレシンはVla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
• [図書] 最新パッチクランプ実験技術法パッチクランプと単一細胞RT-PCR/マイクロアレイ法(第21章) (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中章弘
  • 出版者: 吉岡書店