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レム睡眠の操作が可能なマウスを用いた睡眠の質が記憶に及ぼす影響の解明

公募研究

研究領域多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
研究課題/領域番号 16H01264
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関筑波大学

研究代表者

林 悠  筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 准教授 (40525812)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワード睡眠 / 記憶学習 / マウス / 神経科学 / 遺伝学 / 脳・神経 / 記憶
研究実績の概要

哺乳類の睡眠は、レム(急速眼球運動)睡眠とノンレム睡眠から構成され、どちらもユニークな脳活動を伴う。レム睡眠は夢を生じることから注目され、古くから記憶学習や情動への関与が提唱されてきた。しかしながら決定的な証拠がなかった。そこで本研究では、これまでにレム睡眠を正負に制御するニューロンの双方を同定したことを活かし、レム睡眠が記憶学習に関わるか否かの検証を目指してきた。単純に被験体がレム睡眠に陥ったら起こす、という方法では、起こすための刺激そのものが大きなストレスとなり、レム睡眠の影響と区別することが難しい。そこで私たちは、外部からの刺激に依ることなく、長期的にレム睡眠を阻害できるマウスを確立し、記憶学習への影響を検討した。そのために、脳幹橋において、レム睡眠の維持に重要なニューロン群に選択的にCre遺伝子を発現するトランスジェニックマウスを作製して、Cre依存的に細胞死誘導遺伝子DTAを発現するウイルスベクターを局所的に注入することで、これらのニューロン群を遺伝学的に破壊した。その結果、数週間にわたって高効率でレム睡眠を減少させることに成功した。
昨年度、行動実験を行うための実験系の確立に取り組んだことを活かし、上記のレム睡眠長期減少マウスの行動について解析した。その結果、情動記憶学習(Contextual- and auditory-fear conditioning test)や弁別記憶学習(Novel object recognition test)など実験系で異常が検出された。これらの結果は、レム睡眠が記憶学習や情動に影響を及ぼすメカニズムの解明へとつながるものと期待される。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件、 招待講演 14件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Sleep in vertebrate and invertebrate animals, and insights into the function and evolution of sleep2017

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Shinichi、Liu Chih-Yao、Hayashi Yu
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 118 ページ: 3-12

    • DOI

      10.1016/j.neures.2017.04.017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Schizophrenia-like phenotypes in mice with NMDA receptor ablation in intralaminar thalamic nucleus cells and gene therapy-based reversal in adults2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuda K, Hayashi Y, Yoshida T, Kashiwagi M, Nakagawa N, Michikawa T, Tanaka M, Ando R, Huang A, Hosoya T, McHugh TJ, Kuwahara M, Itohara S.
    • 雑誌名

      Transl Psychiatry

      巻: 7 号: 2 ページ: e1047-e1047

    • DOI

      10.1038/tp.2017.19

    • NAID

      120007134937

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 睡眠制御ニューロンの同定と操作による睡眠のメカニズムと意義の解析2018

    • 著者名/発表者名
      林悠
    • 学会等名
      第一回 三融会・武田神経科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 睡眠負債はなぜ脳に悪い?2018

    • 著者名/発表者名
      林悠
    • 学会等名
      脳とこころの研究第三回公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レム睡眠の意義とメカニズム ~遺伝学・発生からのアプローチ~2017

    • 著者名/発表者名
      林悠
    • 学会等名
      生理研研究会情動研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetic dissection of the brainstem REM sleep center2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Hayashi
    • 学会等名
      9th Optogenetics Research Society Japan International Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analyses of neurons regulating REM/NREM sleep and implications for the function & evolution of sleep2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Hayashi
    • 学会等名
      ZEN Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Identification of REM/non-REM sleep regulating neurons & insights to the function of REM sleep2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Hayashi
    • 学会等名
      Tsukuba Global Science Week 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Identification of REM/non-REM sleep regulating neurons and insights to the roles of REM sleep2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Hayashi
    • 学会等名
      Neuro2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レム睡眠の意義とメカニズム~遺伝学・発生学からのアプローチ~2016

    • 著者名/発表者名
      林悠
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト 冬のシンポジウム 2016
    • 発表場所
      一橋講堂(東京都千代田区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Why do we need sleep? Our current understanding of the roles of REM and non-REM sleep2016

    • 著者名/発表者名
      Yu Hayashi
    • 学会等名
      15th Japanese-American Kavli Frontiers of Science Symposium
    • 発表場所
      Irvine, California, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Genetic identification of the REM sleep central circuit and its developmental origin2016

    • 著者名/発表者名
      Yu Hayashi
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(日本、神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レム睡眠を制御する脳幹の神経ネットワークの同定と操作2016

    • 著者名/発表者名
      林悠
    • 学会等名
      第23回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レム睡眠の進化と意義2016

    • 著者名/発表者名
      林悠
    • 学会等名
      第159回 日本獣医学会学術集会・獣医解剖分科会シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学(神奈川県藤沢市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レム睡眠の進化と意義 ~発生学・神経回路遺伝学からのアプローチ~2016

    • 著者名/発表者名
      林悠
    • 学会等名
      第28回高遠・分子細胞生物学シンポジウム
    • 発表場所
      高遠さくらホテル(長野県伊那市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification and manipulation of brainstem neurons crucial for REM/NREM sleep regulation2016

    • 著者名/発表者名
      柏木光昭、林 悠
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(日本、神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トランスジェニックマウスから挑む逆説睡眠(レム睡眠)の中枢回路2016

    • 著者名/発表者名
      林 悠
    • 学会等名
      日本睡眠学会第41回定期学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] "The Evolution and Function of Sleep" in "Brain Evolution by Design"2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Hayashi, Chih-Yao Liu
    • 総ページ数
      438
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 筑波大学・国際統合睡眠医科学研究機構 (WPI-IIIS)・林研究室ウェブサイト

    • URL

      http://hayashi.wpi-iiis.tsukuba.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 筑波大学・国際統合睡眠医科学研究機構 (WPI-IIIS)

    • URL

      https://wpi-iiis.tsukuba.ac.jp/japanese/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究室website

    • URL

      http://hayashi.wpi-iiis.tsukuba.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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