光により覚醒を制御する分子ツールの開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K14352
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 斉藤 毅 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 助教 (80609933)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: オレキシン / 光ケージド薬物 / 睡眠覚醒 / 光反応

研究成果の概要

睡眠覚醒を制御するオレキシン受容体を、外部刺激、特に光により選択的に活性化する分子ツールの開発を行った。薬物に光応答性を付与する方法として、光により共有結合開裂を引き起こすことのできる光ケージング法を採用した。独自に開発したOX2R作動薬を含む薬物候補の構造活性相関研究から、光ケージング基を導入する薬物、修飾部位を決定した。同定した修飾部位に光ケージング基を連結することでOX2R活性をマスクした光応答性OX2R作動薬を合成した。合成した分子を用いて光照射実験を行ったところ、光照射によりOX2R作動薬が放出されることが明らかになり、電気生理学実験においてもOX2R活性化に由来する変化を確認した。

自由記述の分野

ケミカルバイオロジー

研究成果の学術的意義や社会的意義

私たちが睡眠から覚醒に移行する際、どういう分子メカニズムで起きているのか、まだ誰も明らかにしていない。この謎をひもとくためには、覚醒の誘導、維持に重要な役割を果たすオレキシン受容体の機能を時空間解像度高く正確に制御する必要がある。本研究成果は、光という外部刺激によりオレキシン受容体の機能のみを時空間選択的に制御する分子の実現可能性を示すものである。