新規睡眠制御遺伝子SIK3による視索前野を介した本能行動制御機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究領域: 行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
• 研究課題/領域番号: 17H05583
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 船戸 弘正 東邦大学, 医学部, 准教授 (90363118)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 睡眠覚醒 / 細胞内シグナル伝達系 / 視索前野 / 本能行動

研究実績の概要

マウスを用いた睡眠のフォワード・ジェネティクス研究によって新規睡眠制御分子として同定されたリン酸化酵素SIK3は、変異によって顕著な睡眠時間延長を示す。SIK3変異マウスは睡眠異常に加えて、肥満や、うつ・不安行動の亢進など多面的な行動異常を示す。本研究では特に視索前野を含む神経ネットワークに焦点をあて、SIK3変異マウスを用いて、睡眠・覚醒、うつ・不安、養育・攻撃行動を統合的に制御する神経ネットワークの動作回路を検討している。
SIK3変異マウスを用いた本能行動の検討。
SIK3ヘテロ変異マウスを用いた養育行動、性行動、攻撃行動の基本的な評価はほぼ終了した。雌雄とも養育行動の評価のため、ケージ内に非血縁幼若マウス(1日齢から5日齢)を導入し、行動と時間を評価した。性行動試験は、性ホルモン処理を行った異性の個体を暗期に被験マウスケージに導入し、赤外線を使ってCCDカメラからマウス行動を記録・評価した。攻撃行動の評価として、1週間以上雄マウスを個飼いにしレジデントーイントルーダーテストを行った。
SIK3変異による脳のシグナル伝達系の全体的な影響を網羅的に検討するために、共同研究として野生型とSIK3変異脳のリン酸化プロテオミクス解析をした。その結果、特定のキナーゼの基質が系統的にリン酸化状態が更新する傾向にあることがわかった。 この解析には、覚醒時に採材した脳を用いているため、睡眠と覚醒といった状態の違いを反映したものではない。

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

SIK3変異マウスの基礎的な性行動、養育行動、攻撃行動の評価を終えることができたため。

今後の研究の推進方策

Cre-loxPシステムを用いて特定の神経細胞集団をターゲットにした研究を推進していく計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Immunolocalization of muscarinic M1 receptor in the rat medial prefrontal cortex (2018)
  • 著者名/発表者名: Oda Satoko、Tsuneoka Yousuke、Yoshida Sachine、Adachi-Akahane Satomi、Ito Masanori、Kuroda Masaru、Funato Hiromasa
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 526 ページ: 1329～1350
  • DOI: 10.1002/cne.24409
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantitative phosphoproteomic analysis of the molecular substrates of sleep need (2018)
  • 著者名/発表者名: Wang Z, Ma J, Miyoshi, Tomoyuki Fujiyama, Xiaojie Yang, Shuang Zhou, Noriko Hotta-Hirashima, Daniela Klewe-Nebenius, Aya Ikkyu, Miyo Kakizaki, Satomi Kanno, Liqin Cao, Satoru Takahashi, Junmin Peng, Yonghao Yu, Hiromasa Funato*, Masashi Yanagisawa*, Qinghua Liu* et al
  • 雑誌名: Nature 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Large-scale forward genetics screening identifies Trpa1 as a chemosensor for predator odor-evoked innate fear behaviors (2018)
  • 著者名/発表者名: Wang Y, Cao L, Chia-Ying Lee, Daniela Klewe-Nebenius, Li Wang, Shingo Soya, Emi Hasegawa, Jiamin Zhou, Julian P. Meeks, Laurent Gautron, Zhiqiang Wang, Katsuyasu Sakurai, Hiromasa Funato, Takeshi Sakurai, Masashi Yanagisawa, Hiroshi Nagase, Reiko Kobayakawa, Ko Kobayakawa*, Bruce Beutler*, Qinghua Liu* et al
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Sleep/Wake Behaviors in Mice During Pregnancy and Pregnancy-Associated Hypertensive Mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Komiya Haruna、Miyoshi Chika、Iwasaki Kanako、Hotta-Hirashima Noriko、Ikkyu Aya、Kanno Satomi、Honda Takato、Gosho Masahiko、Hamada Hiromi、Satoh Toyomi、Fukamizu Akiyoshi、Funato Hiromasa、Yanagisawa Masashi
  • 雑誌名: Sleep 巻: 41 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1093/sleep/zsx209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurotransmitters and neuropeptides in gonadal steroid receptor-expressing cells in medial preoptic area subregions of the male mouse (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsuneoka Yousuke、Yoshida Sachine、Takase Kenkichi、Oda Satoko、Kuroda Masaru、Funato Hiromasa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1038/s41598-017-10213-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 視索前野の性差とその発生 (2018)
  • 著者名/発表者名: 船戸弘正
  • 学会等名: 第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Forward genetic analysis of sleep in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiromasa Funato
  • 学会等名: Gordon Research Conference "Sleep Regulation and Function",
  • 国際学会
• [学会発表] Forward genetic analysis of sleep in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa
  • 学会等名: Keystone symposia "State of the Brain"
  • 国際学会
• [学会発表] マウスを用いた睡眠のフォワード・ジェネティクス研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 船戸弘正
  • 学会等名: 第24回日本時間生物学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 眠りの謎に挑む－睡眠科学の最前線 (2017)
  • 著者名/発表者名: 船戸弘正
  • 学会等名: 第39回茨城医学会総会
  • 招待講演