錐体オプシンを用いた光遺伝学的手法による睡眠・覚醒制御システムの解析

使用视锥蛋白的光遗传学方法分析睡眠/觉醒控制系统

• 批准号: 26882023
• 负责人: 前島 隆司
• 金额: $ 0.92万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-08-29 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26882023/
• 关键词: 脳・神経; 光遺伝学; 睡眠・覚醒; 錐体オプシン; オレキシン; セロトニン

視床下部及びモノアミン・コリン作動性神経系により形成される睡眠・覚醒制御システムについて、個々の神経系を結ぶ入出力回路の作動機序と機能的役割の解明をめざし、錐体オプシンを用いた光遺伝学的手法を導入し実験を行なった。マウスをモデル動物とし、視床下部オレキシン神経及び縫線核セロトニン神経の神経活動を光遺伝学的に操作し、睡眠・覚醒状態の変化を観察する実験系の立ち上げを行なった。長波長型及び短波長型錐体オプシンをそれぞれ励起波長の重ならない蛍光タンパク質eGFP及びmCherryで標識し、Cre-loxP部位組み換え反応により発現されるようアデノ随伴ウイルスベクターにクローニングした。実験には細胞特異的にCreリコンビナーゼを発現する遺伝子改変マウスを用い、オレキシン神経及びセロトニン神経への遺伝子導入のため、それぞれOrexin-Creマウスの視床下部外側野とSERT-Creマウスの背内側縫線核内にウイルスベクターを投与した。いずれの錐体オプシンもセロトニン神経特異的に発現し、最適波長の光照射により過分極応答を誘発させることをそれぞれ組織学及び電気生理学的手法により確認した。また視床下部においては一部非特異的発現が認められたが、オレキシン細胞においても錐体オプシンの活性化により過分極応答が誘導された。次に、脳波・筋電計測下の生体マウスにおいて、錐体オプシンを導入した神経核に対し光ファイバーを通して直接光照射を行ない、睡眠・覚醒状態の変化を観察する実験システムを構築した。予備的ながら光照射期間において睡眠・覚醒状態の変化を観察した。今後実験系の修正を適時行いつつ実験を重ね、厳密な対照実験との比較から慎重に結論を導出したい。錐体オプシンを用いた光遺伝学的手法は神経回路の機能的役割を解明するための一助となると期待される。

In the lower part of the bed and in the body, the locomotive god system forms the sleep alarm system, the sleep alarm control system, the sleep alarm system, and the operating system, which enter the power loop and operate the sequence of the mechanism. the system is used to explain the operation of the machine, and the system is introduced into the bank by the means of optical microscopy. You need to observe the operation of the animal, the lower part of the bed, the god of the animal, the activity of the god, the operation of the sleep, the wakefulness of the sleep, the movement of the animal, the body of the machine, the body of the animal, the body of the animal The long-wave and short-wave type of the body are sensitive to the wave length, the wave length, the light spectrum, the eGFP and the mCherry tags, and the Cre-loxP parts are organized to show that the radiation intensity increases with each other. This is the first time that you can see that the Cre is changed to be used, that the god and the god are not allowed to use the device, and that the Orexin-Cre is located in the lower part of the bed. In the lower part of the bed, the SERT-Cre is located in the back of the code. in the back of the machine, the device is used in the core. The detection and maximum wavelengths of the optical devices are confirmed by using the techniques of physics and electrical physiology. In the lower part of the bed, there is a non-special information system, which is used to respond to the activation of the system. In the second, wave and rib electric meter, the body and the body are exposed to direct light, and the sleep is in a wake-up state to monitor the temperature in the air. During the phosphorescence exposure period of the equipment, the sleep wakeup status is monitored. In the future, it is necessary to make corrections in the future, and make sure that you will be careful to make a comparison between the results and the results. The system uses the method of light learning, the service of the magic loop mechanism to understand the system, and to help you to look forward to it.