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2012 年度 実施状況報告書

睡眠・覚醒とサーカディアンリズムを統合する機能的神経回路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24621012
研究種目

基盤研究(C)

研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

宮本 浩行  独立行政法人理化学研究所, シナプス分子機構研究チーム, 客員研究員 (90312280)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードサーカディアンリズム / 睡眠・覚醒 / 視交叉上核 / 神経活動 / セロトニン系 / 前脳基底部・視索前野 / 睡眠障害
研究概要

私たちの精神・身体機能は睡眠・覚醒という劇的に変化する脳状態に立脚している。さらにこの睡眠・覚醒もまたサーカディアンリズムという生体自らが生み出す24時間リズムに制御されている。脳深部の視交叉上核(SCN)は睡眠・覚醒サーカディアンリズムの生物時計だが、SCNからの信号がどこに伝えられどのようにして睡眠・覚醒のサーカディアンリズムが形成されるのかという基本的な神経システムの理解は、睡眠、サーカディアンリズム双方の複雑さゆえ困難であった。
私たちは神経伝達物質セロトニンの急速・選択的な除去法を開発し、ラット睡眠・覚醒のサーカディアンリズムが崩壊することを見出した(Nakamaru, Miyamoto et al., Eur J. Neurosci)。さらにラット脳各領域の神経活動解析と薬理学的操作の結果、SCNからのサーカディアンリズム出力が、睡眠・覚醒を直接的に実行する前脳基底部・視索前野 (BF/POA) 領域で統合され睡眠・覚醒サーカディアンリズムが生み出されると結論した(Miyamoto et al., J. Neurosci)。
不眠、うつ病、リズム障害、セロトニン系は強い関連が知られているが、本研究はこれらを統一的にシステムとして理解する枠組みを与えると考えられる。今後睡眠や生体リズムの生物学的意義を神経活動、神経回路に基づいて理解を進めることによって脳機能の制御や設計に貢献すると期待される。

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

本研究計画の根幹をなす脳セロトニン除去法開発に関する論文とセロトニン系によるサーカディアン振動体と睡眠・覚醒の時間的統合に関する論文を発表したことが評価の理由である。

今後の研究の推進方策

これまでの研究計画に基づき神経活動と神経回路に重点を置いて研究を進める。一方で睡眠・覚醒/サーカディアンリズムと神経可塑性とのかかわりや精神疾患との関連をモデルマウスを用いて探っていく。

次年度の研究費の使用計画

本研究を推進する上で中核となる論文受理のための実験・解析に多くの時間を費やしたため、それ以外の研究には遅れが生じたことにより次年度使用額が発生した。今後実験消耗品や動物飼育の費用、学会出張等に使用する計画である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Serotonergic integration of circadian clock and ultradian sleep-wake cycles2012

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto H, Nakamaru-Ogiso E, Hamada K, Hensch TK.
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 32 ページ: 14794-14803

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.0793-12.2012.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nakamaru-Ogiso E, Miyamoto H, Hamada K, Tsukada K, Takai K.2012

    • 著者名/発表者名
      Novel biochemical manipulation of brain serotonin reveals a role of serotonin in the circadian rhythm of sleep-wake cycles.
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 35 ページ: 1762-11770

    • DOI

      10.1111/j.1460-9568.2012.08077.x.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mouse with Na(v)1.1 haploinsufficiency, a model for Dravet syndrome, exhibits lowered sociability and learning impairment.2012

    • 著者名/発表者名
      Ito S, Ogiwara I, Yamada K, Miyamoto H, Hensch TK, Osawa M, Yamakawa K.
    • 雑誌名

      Neurobiology of Disease

      巻: 49C ページ: 29-40

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2012.08.003.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective control of inhibitory synapse development by Slitrk3-PTPδ trans-synaptic interaction.2012

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H, Katayama K, Sohya K, Miyamoto H, Prasad T, Matsumoto Y, Ota M, Yasuda H, Tsumoto T, Aruga J, Craig AM.
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 15 ページ: 389-398

    • DOI

      10.1038/nn.3040.

    • 査読あり
  • [学会発表] Increased seizure-susceptibility is caused by loss of Elfn1, an interneuron-specific LRR transmembrane protein2012

    • 著者名/発表者名
      Tomioka NH, Miyamoto H, Odagawa M, Odaka YS, Hatayama M, Morimura N, MatsumotoY, Yamada K, Aruga J
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      20121211-20121214
    • 招待講演
  • [学会発表] セロトニンによって束ねられる睡眠・覚醒と24時間リズム2012

    • 著者名/発表者名
      宮本浩行
    • 学会等名
      さきがけ 「脳神経回路の形成・動作と制御」領域 研究成果報告会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      20121129-20121129
    • 招待講演
  • [学会発表] Selective deletion of the Scn1a gene encoding voltage-gated sodium channel α1 in parvalbumin positive cells in mice triggers epileptic seizures2012

    • 著者名/発表者名
      荻原 郁夫 宮本 浩行 眞崎 恵美 玉巻 伸章 ヘンシュ 貴雄、山川 和弘
    • 学会等名
      第46回日本てんかん学会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20121011-20121011
  • [学会発表] パルブアルブミン陽性介在性神経細胞特異的Scn1a遺伝子破壊によるてんかんモデルマウスの樹立2012

    • 著者名/発表者名
      荻原 郁夫 宮本 浩行 眞崎 恵美 玉巻 伸章 ヘンシュ 貴雄、山川 和弘
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 興奮と抑制信号を介した、睡眠による機能的結合の促進2012

    • 著者名/発表者名
      宮本浩行、ヘンシュ貴雄
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      20120918-20120918
  • [学会発表] セロトニン系によって統合されるサーカディアン振動体と睡眠・覚醒交替2012

    • 著者名/発表者名
      宮本浩行
    • 学会等名
      日本睡眠学会第37回定期学術集会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      20120628-20120630
    • 招待講演
  • [備考] 睡眠・覚醒機能と24時間リズムをセロトニンが束ねる

    • URL

      http://www.riken.go.jp/pr/press/2012/20121017/

  • [備考] ー研究の紹介ー 宮本浩行

    • URL

      http://miyamotosleep.web.fc2.com

  • [備考] てんかんモデルマウスで自閉症に似た社会性低下と記憶学習障害を発見

    • URL

      http://www.riken.go.jp/pr/press/2012/20120927_2/

  • [備考] 抑制性シナプス形成に重要なタンパク質を発見-脳機能における抑制性シナプスの役割解明に手掛かり-

    • URL

      http://www.riken.go.jp/pr/press/2012/20120130/

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公開日: 2014-07-24  

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