2020 Fiscal Year Annual Research Report
大脳辺縁系と睡眠覚醒制御系との構造的・機能的連関の解明
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18H02595
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
桜井 武 筑波大学, 医学医療系, 教授 (60251055)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 大脳辺縁系 / レム睡眠 / ノンレム睡眠 / 覚醒 / 脳幹 / ドーパミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レム睡眠中は扁桃体など大脳辺縁系の賦活がみられるが、全身の抗重力筋は弛緩している。一方、ナルコレプシーでは、覚醒時にレム睡眠時の筋弛緩と似た脱力発作がみられる。これは情動脱力発作（カタプレキシー）と呼ばれ、情動によって発動することが知られている。これらのことから、大脳辺縁系の賦活とレム睡眠時の筋弛緩との関連が示唆される。一方、情動の発動は、一般的に覚醒を促す。本研究では、レム睡眠および覚醒と大脳辺縁系の機能的相関を検討した。まず、レム睡眠時の筋弛緩機構を詳細に明らかにするため、腰髄前角の運動ニューロンに出力するグリシン作動性ニューロンのみを標識し、このニューロンの軸索投射を探索し、体性運動ニューロンに限局した出力を持つニューロン群を同定した。これらは外眼筋を支配する核には投射していなかった。さらに、これらのニューロン群への信号の入力源を探索すると下背外側被蓋核（SLD）からグルタミン酸作動性入力を受けていることが明らかになった。この経路を阻害すると、レム睡眠中に、筋活動と四肢体幹の運動が生じ、レム睡眠行動障害（RBD）様の異常を呈した。この神経回路はカタプレキシーの筋脱力時にも共通して働いていることを明らかにした。一方、扁桃体がどのようにしてレム睡眠に関与しているかを検討した。カタプレキシーが笑いや喜びなどの情動で発動することから、ドーパミンとの関連を探った。腹側被蓋野から扁桃体腹側基底部に投射しているドーパミンニューロンがノンレム睡眠からレム睡眠に移行する際に興奮し、レム睡眠をトリガーすることを見出した。この系はカタプレキシーの発動にも関与していた。一方、分界条床核に局在するGABA作動性ニューロンを光遺伝学的にGABA作動性介在ニューロンの抑制を介して下背外側被蓋核のグルタミン酸作動性ニューロンを、脱抑制することにより興奮させることにより覚醒を生むことを見出した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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