2017 Fiscal Year Annual Research Report
Sleep-Dependent Synaptic Plasticity Underlying Maintenance of Neuronal Circuits in the Brain.
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26507001
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| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
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Principal Investigator |
辛島 彰洋 東北工業大学, 工学部, 准教授 (40374988)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 睡眠 / シナプス結合 / シナプス可塑性 / AMPA受容体 / パッチクランプ / ホメオスタシス / 感覚応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度(2017年度)には、これまでとり貯めた実験データを統計的に分析して、睡眠-覚醒状態依存的なシナプス結合の可塑的変化が大脳皮質および海馬で観測されるか調べた。
大脳皮質に関しては、体性感覚野のスライス標本を用いたin vitroパッチクランプ実験の結果と、感覚応答の刺激を覚醒時と睡眠時で比較したin vivo実験の結果を分析した。前者では、断頭直前に睡眠をとった群（睡眠群）と覚醒していた群(覚醒群)に分けて比較した。その結果、シナプス結合の増強に関与する受容体(Ca透過型AMPA受容体)が睡眠群にはほとんど存在しないが、覚醒群には存在していることを統計的に示した。また、後者に関しては、数分間の睡眠の前後で感覚応答の振幅が変化すること（睡眠前と比べて睡眠後には応答振幅が小さくなること）を見出した。以上の結果は、昨年度までの結果と同様に、覚醒時にシナプス結合が増強し、睡眠中には減弱していることを示唆している。さらに、感覚遮断を行うと、覚醒時に見られるCa透過型グルタミン酸AMPA受容体の挿入が見られなくなることも見出した。これは、覚醒時のシナプス結合の増強は経験依存的であることを示唆している。
海馬に関しては、２年目以降に行ったスライス標本を用いたin vitro実験の結果を統計的に分析した。この実験でも、睡眠群と覚醒群に分けたが、大脳皮質と同様に、覚醒群でのみシナプス結合が増強していることを示唆する結果が得られた。さらに、２種類の方法（enriched environment: EEとgentle handling）により断眠を行い比較した。その結果、海馬がより活性化されるEE条件での断眠の方が、Ca透過型AMPA受容体が多く挿入されていることが示唆された。すなわち、海馬でも睡眠-覚醒状態依存的なシナプス結合の変化は、経験依存的であることが示唆された。
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Research Products
(4 results)
