意識を支える脳幹網様体・巨大神経細胞群の分子生物学的基盤

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脳幹網様体は身体の内部環境のホメオスタシス調節、外部環境からのマルチモーダルな感覚入力と運動制御、覚醒状態や意識を支える領域として知られ、複雑な神経ネットワークとなっている。特に、脳幹網様体の巨大神経網様核（NRG: nucleus reticular gigantocellularis）細胞は、１神経細胞が上行性と下行性に投射し、マルチモーダルな感覚刺激（匂い、視覚、聴覚、触覚、前庭、運動）に反応、運動パターンや意識・覚醒を制御していること、グルタミン酸作動性神経細胞やGABA作動性神経細胞だけでなく両グルタミン酸・GABA作動性神経細胞が存在すること、脳において最も早く分化する神経細胞であることも明らかとなっている。本研究の目的は、脳の統合的機能を制御する脳幹網様体のNRG細胞を分子生理学的に明らかにし、神経活動を光操作する方法を開発することにより、マルチモーダルな感覚入力や内的環境、運動制御、覚醒・睡眠を統合し、意識を支えるNRG細胞の分子神経生物学的基盤を明らかにすることである。本年度は、グルタミン酸作動性神経細胞でFLP発現するvGluT2-Flp、GABA作動性神経細胞でCRE発現するGad1-Creとfrt/flox組み換え依存的にTdTomamoが発現するAi65マウスを交配することにより両グルタミン酸・GABA作動性神経細胞(Glu/GABA神経細胞)でのみtdTomamo が発現するマウスの作製に成功し、Glu/GABA神経細胞と神経投射領域の分布を透明化した全脳において解析し、脳幹網様体に存在するGlu/GABA作動性n巨大神経網様核細胞の同定に成功した。また、化学遺伝学的手法により、視床下部乳頭上核（SuM）に存在するGlu/GABA神経細胞を活性化・不活性化させることに成功し、探索行動制御への関与を明らかにした。