自発的な睡眠覚醒に伴う皮質ニューロン群活動の二光子イメージング

• 研究課題/領域番号: 26507002
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 睡眠科学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 上田 なつ子 (辻野 / 上田 なつ子(辻野)) 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 助教 (40432166)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2015年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 睡眠覚醒 / イメージング / 睡眠 / 二光子顕微鏡 / 覚醒

研究実績の概要

無麻酔マウスを用い、脳波筋電図を測定しながら、二光子顕微鏡下で特定の細胞のカルシウムイメージングを行うための、独自のセットアップを確立した。
皮質錐体細胞にカルシウム感受性たんぱく質（GCAMP）を発現するThy1-GCAMPマウスを用いて、無麻酔で脳波筋電図を計測しながら、皮質の錐体細胞のカルシウムイメージングを行った。皮質錐体細胞は、睡眠覚醒の状態に応じて活動が変化することを明らかにした。さらに、徐波睡眠時には細胞間の活動が同期する傾向があることを明らかにした。
また、GABA作動性神経特異的に赤色蛍光たんぱく質を発現させ、GABA作動性神経をマーキングした後、GABA作動性神経と興奮性細胞の両者に、アデノ随伴ウイルスを用いてGCAMPを発現させた。これにより、興奮性細胞と抑制性細胞の睡眠覚醒時の細胞内カルシウム変化を同時記録することができた。本手法により、興奮性細胞と抑制性細胞は睡眠覚醒状態に応じて、異なった細胞内カルシウム変化を示すことを明らかにした。以上より、大脳皮質において、神経の種類により睡眠覚醒時の活動様式が異なる可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Sleep as a biological problem: an overview of frontiers in sleep research (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanda T, Tsujino N, Kuramoto E, Koyama Y, Susaki EA, Chikahisa S, Funato H
  • 雑誌名: J Physiol Sci 巻: 66 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1007/s12576-015-0414-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 自発的睡眠覚醒に伴う一次運動野の神経活動様式 (2014)
  • 著者名/発表者名: 辻野なつ子 上田壮志 石井亮 柳沢正史
  • 学会等名: motor control研究会
  • 発表場所: 筑波大学 大学会館 （茨城県 つくば市）
  • 年月日: 2014-08-07 – 2014-08-09
• [備考] 筑波大学 国際統合睡眠医科学研究機構 柳沢・船戸研究室
  • URL: http://sleepymouse.tsukuba.ac.jp