Sleep oscillation dynamics in ex vivo intact brain

ドラゴン（Pogona vitticeps）から摘出脳標本を作成し、高密度電極を用いてその神経活動を網羅的に記録した。すると、sharp waveが前内側DVR（以下amDVR）で生じ、後方へと伝わっていく様子を観察することができた。amDVRのみが含まれる小さな急性切片を作製したところ、そこからsharp waveを観察することができた。以上の結果から、amDVRがsharp waveの発生源であると結論づけた。amDVRは一体何なのか。その問いにせまるために単一細胞シークエンス（scRNAseq）を行い、ドラゴン前脳のグルタミン酸作動性神経を遺伝子発現パターンに基づきクラスタリングした。その結果、２９のクラスターに分類された。In situハイブリダイゼーションおよび免疫組織化学染色を行うことで、19番と20番のクラスターがamDVRに属することを突き止めた。これらの神経が発現する遺伝子を詳しく見てみると、GNG2やRGS12など、哺乳類の前障のマーカーとして知られる遺伝子が多く並んでいた。そこで、ドラゴンのscRNAseqデータをマウスのscRNAseqのデータセットと比較解析した。すると、amDVRは前障と高い相関を示すことが判明した。これに加え、amDVRの投射パターンも哺乳類の前障と非常に類似していた。最後に、イボテン酸を局所投与することで、amDVRの損傷実験を行った。前障を損傷した動物では睡眠中のsharp waveの発生が阻害された。一方で、レム睡眠に伴うLFPは影響を受けなかった。このことから、睡眠ステージの切替えは上流の神経回路によってトリガーされることが確認された。以上の研究内容をまとめ投稿したところ、Nature誌に受理された。

ドラゴン（Pogona vitticeps）から摘出脳標本を作成し、高密度電極を用いてその神経活動を網羅的に記録した。すると、sharp waveが前内側DVR（以下amDVR）で生じ、後方へと伝わっていく様子を観察することができた。amDVRのみが含まれる小さな急性切片を作製したところ、そこからsharp waveを観察することができた。以上の結果から、amDVRがsharp waveの発生源であると結論づけた。amDVRは一体何なのか。その問いにせまるために単一細胞シークエンス（scRNAseq）を行い、ドラゴン前脳のグルタミン酸作動性神経を遺伝子発現パターンに基づきクラスタリングした。その結果、２９のクラスターに分類された。In situハイブリダイゼーションおよび免疫組織化学染色を行うことで、19番と20番のクラスターがamDVRに属することを突き止めた。これらの神経が発現する遺伝子を詳しく見てみると、GNG2やRGS12など、哺乳類の前障のマーカーとして知られる遺伝子が多く並んでいた。そこで、ドラゴンのscRNAseqデータをマウスのscRNAseqのデータセットと比較解析した。すると、amDVRは前障と高い相関を示すことが判明した。これに加え、amDVRの投射パターンも哺乳類の前障と非常に類似していた。最後に、イボテン酸を局所投与することで、amDVRの損傷実験を行った。前障を損傷した動物では睡眠中のsharp waveの発生が阻害された。一方で、レム睡眠に伴うLFPは影響を受けなかった。このことから、睡眠ステージの切替えは上流の神経回路によってトリガーされることが確認された。以上の研究内容をまとめ投稿したところ、Nature誌に受理された。