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2014 年度 実施状況報告書

薬理遺伝学的手法を用いたオレキシン神経の投射経路別機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26860157
研究機関名古屋大学

研究代表者

犬束 歩  名古屋大学, 環境医学研究所, 特任助教 (30584776)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードオレキシン / 視床下部 / 薬理遺伝学 / 摂食 / 代謝 / 投射経路
研究実績の概要

視床下部は動物の自律機能や本能行動の中枢として知られており、多様な生理現象を統合的に制御している。本研究では、複雑な入出力を持つ視床下部に存在する神経群、オレキシン神経の個別の投射経路を選択的に活動操作することにより、その機能分担を解き明かすことを目的としている。当該年度は、この前段階として、オレキシン神経全体の選択的な活動操作を達成した。まず、遺伝子改変マウスとアデノ随伴ウイルスベクターとを組み合わせることにより、オレキシン神経特異的な遺伝子発現を達成した。特に、DREADDと呼ばれる改変型GPCRを発現させ、CNOという合成リガンドをマウス腹腔内に投与することで自由行動下においてマウスのオレキシン神経を選択的に活性化することに成功した。さらに、CLAMSと呼ばれる統合型代謝ケージを用いることで複数のパラメーターを安定して同時取得することに成功した。その結果、こうした薬理遺伝学的手法によってオレキシン神経を活性化されたマウスでは運動量・摂食・飲水・呼吸交換率といった生理パラメーターが同時並行的に変化し、オレキシン神経がこうした複数の生理現象を統合的に調節していることが示された(Inutsuka et al., 2014-Neuropharmacology)。今後はこの系を現在開発中のCre-FLEX, Flp-dFRTシステムを利用した投射経路選択的遺伝子発現システムと組み合わせて目的の完全な達成を目指す。

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

投射経路選択的な遺伝子発現ツールの開発については、現在までにアデノ随伴ウイルスベクターの作成を完了し、脳内に局所感染させることでその機能を検討中である。オレキシン神経全体を活動操作した際に引き起こされる多様な生理応答については、既に述べたように実験系を確立し論文として発表している。

今後の研究の推進方策

本研究課題は、オレキシン神経の投射経路選択的な機能分担を明らかにすることを目的としている。これまでに、オレキシン神経選択的な活動操作とその生理応答の解析については達成できた。今後は現在開発中の投射経路選択的な遺伝子発現ツールをオレキシン神経に適用することで、どの投射経路がどの生理応答に関わりがあるのかを示していきたい。投射経路選択的な遺伝子発現ツールについては、発現させる機能分子をGCaMPやDTAなどにも広げつつ、開発を続ける。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Optogenetic manipulation of activity and temporally controlled cell-specific ablation reveal a role for MCH neurons in sleep/wake regulation.2014

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu T, Ueno T, Tabuchi S, Inutsuka A, Tanaka KF, Hasuwa H, Kilduff TS, Terao A, Yamanaka A.
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 34(20) ページ: 6896-909

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.5344-13.2014.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Concurrent and robust regulation of feeding behaviors and metabolism by orexin neurons.2014

    • 著者名/発表者名
      Inutsuka A, Inui A, Tabuchi S, Tsunematsu T, Lazarus M, Yamanaka A.
    • 雑誌名

      Neuropharmacology

      巻: 85 ページ: 451-60

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2014.06.015.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vangl2 regulates E-cadherin in epithelial cells.2014

    • 著者名/発表者名
      Nagaoka T, Inutsuka A, Begum K, Bin hafiz Km, Kishi M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 ページ: 6940

    • DOI

      10.1038/srep06940.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The physiological role of orexin neurons in feeding and metabolism revealed by pharmacogenetic activation and chronic ablation2014

    • 著者名/発表者名
      Inutsuka A, Inui A, Tabuchi S, Lazarus M, Yamanaka A.
    • 学会等名
      Neuroscience 2014 Annual Meeting
    • 発表場所
      Washington, D.C.
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-19
  • [学会発表] オレキシン神経特異的な活動操作・細胞死誘導による、摂食・代謝調節機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      犬束 歩、乾 あずさ、田淵 紗和子、常松 友美、Michael Lazarus、山中 章弘
    • 学会等名
      第61回中部日本生理学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-08
  • [学会発表] 薬理遺伝学的手法を用いたオレキシン神経の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      犬束 歩
    • 学会等名
      平成26年度生理学研究所研究会 グリア細胞機能から迫る脳機能解明
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2014-10-24 – 2014-10-24
    • 招待講演
  • [学会発表] Pharmacogenetic analysis of concurrent regulation of feeding and metabolism by orexin neurons2014

    • 著者名/発表者名
      Inutsuka A, Inui A, Tabuchi S, Lazarus M, Yamanaka A.
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-13
  • [図書] プログレッシブ生命科学 (第7章 2.時間単位のリズム)2014

    • 著者名/発表者名
      犬束歩、山中章弘
    • 総ページ数
      116-118
    • 出版者
      南山堂
  • [産業財産権] 投射経路選択的な遺伝子発現制御2014

    • 発明者名
      山中章弘、犬束歩
    • 権利者名
      山中章弘、犬束歩
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      NU14004
    • 出願年月日
      2014-04-30

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公開日: 2016-06-01  

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