The astrocytic modulation of sleep oscillation

本研究は、グリア細胞の一種であるアストロサイトに着目し、睡眠脳波の形成メカニズムとその生理的意義の解明を目指す。アストロサイトの活動を観察し、操作することで、アストロサイトがどのタイミングで睡眠脳波に参加するか、そのシグナルは睡眠脳波の発生、頻度と伝播に影響するかどうかを観察する。今年度の進展として、まずアストロサイト特異的にcAMPセンサーを発現させるためのアデノ随伴ウイルス（AAV)を作製し、その機能を確認した。今回はPinkFlamindoを使用した。PinkFlamindoは赤色蛍光を発するセンサータンパク質であり、cAMPと結合することで赤色蛍光を発する。作製したAAVマウスの海馬へインジェクションし、発現を免疫組織化学で検証したところ、赤い蛍光を持つPinkFlamindoはアストロサイト特異的な発現を示した。また、AAVをマウス皮質培養アストロサイトに処置し、PinkFlamindoを発現させた。培養アストロサイトにForskolinを処置し、細胞内のcAMPを上昇させたところ、PinkFlamindoの蛍光強度が上昇した。このことから培養アストロサイトに発現させたPinkFlamindoはcAMPセンサーとして機能することがわかった。また、アストロサイトの細胞内シグナルを睡眠中でイメージングするために、GRINレンズによるイメージング技術を習得した。GRINレンズのイメージングにより、GCaMP7を発現する神経細胞のカルシウムシグナルを観察することに成功した。また、アストロサイトにPinkFlamindoを発現させた場合、GRINレンズを介してアストロサイトのcAMPシグナルも観察できた。その他にも睡眠脳波の記録と解析方法を検討した。

本研究は、グリア細胞の一種であるアストロサイトに着目し、睡眠脳波の形成メカニズムとその生理的意義の解明を目指す。アストロサイトの活動を観察し、操作することで、アストロサイトがどのタイミングで睡眠脳波に参加するか、そのシグナルは睡眠脳波の発生、頻度と伝播に影響するかどうかを観察する。今年度の進展として、まずアストロサイト特異的にcAMPセンサーを発現させるためのアデノ随伴ウイルス（AAV)を作製し、その機能を確認した。今回はPinkFlamindoを使用した。PinkFlamindoは赤色蛍光を発するセンサータンパク質であり、cAMPと結合することで赤色蛍光を発する。作製したAAVマウスの海馬へインジェクションし、発現を免疫組織化学で検証したところ、赤い蛍光を持つPinkFlamindoはアストロサイト特異的な発現を示した。また、AAVをマウス皮質培養アストロサイトに処置し、PinkFlamindoを発現させた。培養アストロサイトにForskolinを処置し、細胞内のcAMPを上昇させたところ、PinkFlamindoの蛍光強度が上昇した。このことから培養アストロサイトに発現させたPinkFlamindoはcAMPセンサーとして機能することがわかった。また、アストロサイトの細胞内シグナルを睡眠中でイメージングするために、GRINレンズによるイメージング技術を習得した。GRINレンズのイメージングにより、GCaMP7を発現する神経細胞のカルシウムシグナルを観察することに成功した。また、アストロサイトにPinkFlamindoを発現させた場合、GRINレンズを介してアストロサイトのcAMPシグナルも観察できた。その他にも睡眠脳波の記録と解析方法を検討した。