オレキシン神経の直接の下流で睡眠・覚醒を制御する神経回路の同定・解析

本研究では、オレキシンニューロンの直接の下流で、睡眠・覚醒調節に重要な 役割を果たす神経経路を同定することを目的として研究を行ってきた。これまでに、オレキシンニューロンの直接の下流で覚醒を安定化させる神経経路を初めて明らかにした(Hasegawa et al, J Clin Invest, 2014)。背側縫 線核・セロトニン作動性ニューロンの刺激では情動脱力発作が、青斑核・ノルアドレナリン作動性ニューロンの刺激では覚醒の断片化が顕著に抑制されることが確認できた。そこで本年度は、複数ある背側縫線核・セロトニン作動性ニューロンの投射先について、情動脱力発作を抑制するのにどの脳領域への投射が重要であるのかを明らかにすることに取り組んだ。まず光遺伝学的手法を用いた。SERT-Cre(セロトニン作動性ニ ューロン特異的にCreを発現)と Orexin/ataxin-3マウス(オレキシンニューロンが生後特異的に変性しナルコレプシー症状を示す) を交配し、Cre依存的にChR2(Channelrhodopsin2/EYFP)を発現する組換えAAVべクターを背側縫線核に投与した。このマウスの背側縫線核において、セロトニン作動性ニューロンを光刺激したところ、情動脱力発作を抑制することに成功し、以前の実験結果を再現することができた。次に、同様のマウスにおいて背側縫線核・セロトニン作動性ニューロンの投射先を1つずつ光刺激し、どの投射を活性化することで情動脱力発作が抑制されるか調べた。このアプローチで得られた結果について 、DREADD を用いた薬理遺伝学的手法でも良好な結果が得られつつある。

本研究では、オレキシンニューロンの直接の下流で、睡眠・覚醒調節に重要な 役割を果たす神経経路を同定することを目的として研究を行ってきた。これまでに、オレキシンニューロンの直接の下流で覚醒を安定化させる神経経路を初めて明らかにした(Hasegawa et al, J Clin Invest, 2014)。背側縫 線核・セロトニン作動性ニューロンの刺激では情動脱力発作が、青斑核・ノルアドレナリン作動性ニューロンの刺激では覚醒の断片化が顕著に抑制されることが確認できた。そこで本年度は、複数ある背側縫線核・セロトニン作動性ニューロンの投射先について、情動脱力発作を抑制するのにどの脳領域への投射が重要であるのかを明らかにすることに取り組んだ。まず光遺伝学的手法を用いた。SERT-Cre(セロトニン作動性ニ ューロン特異的にCreを発現)と Orexin/ataxin-3マウス(オレキシンニューロンが生後特異的に変性しナルコレプシー症状を示す) を交配し、Cre依存的にChR2(Channelrhodopsin2/EYFP)を発現する組換えAAVべクターを背側縫線核に投与した。このマウスの背側縫線核において、セロトニン作動性ニューロンを光刺激したところ、情動脱力発作を抑制することに成功し、以前の実験結果を再現することができた。次に、同様のマウスにおいて背側縫線核・セロトニン作動性ニューロンの投射先を1つずつ光刺激し、どの投射を活性化することで情動脱力発作が抑制されるか調べた。このアプローチで得られた結果について 、DREADD を用いた薬理遺伝学的手法でも良好な結果が得られつつある。