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2011 年度 実績報告書

覚醒を作り出すメゾ回路機能の操作による機能解析

計画研究

研究領域メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤
研究課題/領域番号 23115103
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 森 琢磨  生理学研究所, 生体情報研究系, 助教 (70545798)
キーワード睡眠覚醒 / 神経回路 / 遺伝子改変マウス / オプトジェネティクス / オレキシン / パッチクランプ / チャネルロドプシン / ハロロドプシン
研究概要

ほとんどの高次脳機能は、脳が覚醒しているときにのみ発揮される。そのため覚醒を導く神経機構は重要であるものの、覚醒が無数の神経活動の結果生じる極めて複雑で高度な現象のため、未だにその仕組みの解明に至っていない。近年の研究により、視床下部に存在するオレキシンを産生する神経(オレキシン神経)が特異的に脱落すると、覚醒を維持できずに何をしていても眠ってしまうナルコレプシーという睡眠障害になることから、オレキシン神経細胞が覚醒に極めて重要な役割を担っていることが判明した。そこで、本研究ではオレキシン神経を中心とした解析によって脳が覚醒する神経機構の解明を試みている。今年度は研究に必要な遺伝子改変マウスの作成を行った。組織化学的に正しく発現が認められることと、正しく発現遺伝子が機能することを同定した。これによって、オレキシン神経細胞特異的かつ時期特異的な運命制御が可能となり、新しいナルコレプシーモデルマウスとして使用できることが明らかとなった。このマウスでは、テトラサイクリン遺伝子発現誘導システムを用いて、ドキシサイクリンの有無によって遺伝子発現を制御することが可能である。今後はこのマウスを使用して、当初の研究予定である、オレキシン神経特異的脱落とナルコレプシー症状発現との相関および、脱落後の神経回路の自己書き換えについても検討していく。それに向けて現在睡眠解析と行動解析および、摂食量・体重などの代謝測定を開始しており、w神経の生理的な役割について、統合的な解析の予備実験を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画していた遺伝子改変マウスの作成が順調に進んでいるため。

今後の研究の推進方策

研究は順調に進展しているため、当初予定通り実験計画を遂行する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Light-induced silencing of neural activity in Rosa26 knock-in mice conditionally expressing the microbial halorhodopsin eNpHR2.02012

    • 著者名/発表者名
      Imayoshi I, Tabuchi S, Hirano K, Sakamoto M, Kitano S, Miyachi H, Yamanaka A, Kageyama R
    • 雑誌名

      Neurosci Res

    • DOI

      10.1016/j.neures.2012.03.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acute optogenetic silencing of orexin/hypocretin neurons induces slow-wave sleep in mice2011

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu T, Kilduff TS, Boyden ES, Takahashi S, Tominaga M, Yamanaka A
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 31(29) ページ: 10529-10539

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.0784-11.2011

    • 査読あり
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた行動制御2012

    • 著者名/発表者名
      山中章弘、常松友美、田淵紗和子
    • 学会等名
      日本薬学会第132年会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道大学)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いたオレキシン神経活動抑制は徐波睡眠を誘導する2012

    • 著者名/発表者名
      山中章弘
    • 学会等名
      第117回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-26
  • [学会発表] The transcriptome profiling of orexin/hypocretin neurons using microarray2011

    • 著者名/発表者名
      常松友美、富永真琴、山中章弘
    • 学会等名
      日本睡眠学会第36回定期学術集会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 年月日
      20111015-20111016
  • [学会発表] Control of instinctive behaviors by manipulating the activity of hypothalamic neurons using optogenetics2011

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yamanaka
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] Sleep/wakefulness control using optogenetics in mice2011

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yamanaka
    • 学会等名
      Japan-Germany Frontiers of Science Symposium
    • 発表場所
      ホテルニューオークラ(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-29
  • [学会発表] Optogenetical approach to study regulatory mechanisms of sleep/wakefulness using transgenic mice2011

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Yamanaka
    • 学会等名
      The 6^<th> World Congress of the World Sleep Federation
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-19
  • [学会発表] Positive regulation of between orexin/hypocretin neurons2011

    • 著者名/発表者名
      田淵紗和子、常松友美、深澤有吾、富永真琴、山中章弘
    • 学会等名
      日本睡眠学会第36回定期学術集会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 年月日
      2011-10-15
  • [学会発表] Optogenetics reveals physiological role of orexin neurons in sleep/wakefulness regulation2011

    • 著者名/発表者名
      山中章弘
    • 学会等名
      第23回韓国分子細胞生物学会
    • 発表場所
      COEX(韓国・ソウル市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-06
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた睡眠覚醒制御2011

    • 著者名/発表者名
      山中章弘
    • 学会等名
      第63回細胞生物学会大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-27
  • [備考]

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/contents/release/entry/2011/07/post-183.html

  • [産業財産権] テトラサイクリン遺伝子発現誘導システムにおける発現量を増幅させる遺伝子座とノックインによる増幅の効果2011

    • 発明者名
      山中章弘, 田中謙二
    • 権利者名
      山中章弘, 田中謙二
    • 産業財産権番号
      特願2011-193680
    • 出願年月日
      2011-09-06

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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