オレキシン神経細胞の電気生理学的解析

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オレキシンは、視床下部外側野の非常に限られた神経細胞において発現している神経ペプチドである。これまでの研究からオレキシンは摂食行動や睡眠/覚醒の制御などの重要な生理機能を担うと考えられている。本研究では400〜460nmで励起すると緑色の蛍光を発するGreen Fluorescent Protein(GFP)をオレキシン神経に特異的に発現するトランスジェニックマウスを作成し、電気生理学的手法を用いてオレキシン神経細胞の性質を明らかにした。このトランスジェニックマウス脳を単離し、厚さ300umのスライス標本を作成した。スライス標本からEGFPの蛍光を指標にオレキシン神経細胞を同定し、パッチクランプを行いオレキシン神経細胞の活動の記録を行った。オレキシン神経細胞は約5Hz程度で自発発火を繰り返しているが、神経伝達物質の一つであるノルアドレナリンもしくはセロトニンを作用させると、膜電位が過分極し、その活動が著しく抑制されることを見いだした。これらの神経伝達物質は、これまでに睡眠覚醒調節に重要とされている神経核である、青斑核、縫線核に多く存在している。オレキシン神経細胞はこれらの神経核に密な投射をしており、オレキシンはこれらの神経核の神経細胞を活性化させることが知られている。このことから、オレキシン神経細胞はこれらの神経核からおそらく負のフィードバックを受けて、その活動を調節していることがわかった。これまで全く分かっていなかったオレキシン神経細胞に対する入力系の一つが明らかになった。