研究課題
本研究の目的は、睡眠覚醒における機能が不明確である前脳基底部に注目し、その睡眠覚醒制御メカニズムを明らかにすることである。我々は最近、大脳基底核にある側坐核のアデノシンA2A受容体発現神経の選択的活性化が睡眠の大部分を占めるステージであるノンレム睡眠を顕著に増加させることを発見した。睡眠増加メカニズムを調べるために側坐核を起点とした細胞種特異的順行性トレーシングを行ったところ、注目している前脳基底部に含まれる腹側淡蒼球への非常に強い神経投射が判明した。そこで、側坐核のA2A受容体神経に青色光に反応して神経を興奮させるチャネルロドプシン２を発現させ、腹側淡蒼球にある神経端末を青色光により刺激したところ、ノンレム睡眠の増加が見られた。腹側淡蒼球をイボテン酸で除去したマウスではこの睡眠増加が起こらなかったことから、腹側淡蒼球がこの側坐核‐腹側淡蒼球経路活性化による睡眠増加において必須であると考えられる。さらに、腹側淡蒼球に投射する側坐核A2A受容体神経の神経活性を調べるため、逆行性トレーサーコレラトキシンサブユニットBおよび神経活性化マーカーc-Fosの免疫化学染色とA2A受容体のin situ hybridizationを組み合わせた三重染色を行ったところ、側坐核A2A受容体神経は、休息期の明期に活動期の暗期よりも活性化しており、さらにチョコレート・異性マウス・玩具などのモチベーション上昇刺激により活性が減少し、それに伴い睡眠量が低下することが判明した。また強制覚醒によって活性の変化は見られず、この神経活性の抑制は強制覚醒後のリバウンド睡眠に影響を与えなかったため、睡眠の恒常性制御に側坐核A2A受容体神経は関与しないと推察された。以上により、側坐核および腹側淡蒼球のモチベーション関連睡眠制御における重要性が示された。
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