発達期レム睡眠が育てるノンレム睡眠の成熟 =マウス臨界期操作によるアプローチ=

由发育性快速眼动睡眠培育的非快速眼动睡眠的成熟 = 使用小鼠关键期操作的方法 =

基本信息

  • 批准号:
    21K06436
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

赤ちゃんや子供にとって睡眠は脳と身体の健やかな成長に重要であると信じられている。発達期にはレム睡眠が豊富で、遅れてノンレム睡眠が成熟してくる。しかし幼弱かつ急速に成長する動物の睡眠を長期的に観測し操作することは容易でないため、発達時のレム睡眠とノンレム睡眠にどのような関係があるのか知られていない。申請者の研究チームはマウス発達過程と脳の臨界期を人工的に分離することに成功し、臨界期前と後の睡眠を大人のマウスで比較・解析することが可能となった。これを利用して本研究は睡眠発達にともなう分子・神経レベルでの変化、発達期レム睡眠がもたらすノンレム睡眠の成熟への影響を明らかにすることを目的とする。子供の睡眠がもたらす脳の成長の科学的基礎や、睡眠不全による発達障害への関与について本質的な理解につながると期待される。大脳皮質内の抑制性シナプスの入力がある閾値を超えると、視覚皮質・眼優位可塑性の臨界期が開始することが知られている。抑制性シナプス伝達の動態を可視化するための新規細胞内塩素イオンセンサー(東京大・ヘンシュ博士 開発)は、脳の抑制性シナプス伝達を担うGABAA受容体開口に伴う塩素イオン流入を蛍光変化に変換して抑制入力を検出する。またこのセンサーは十分な感度を有し、細胞内水素イオン濃度に影響されない特性を有する。本年度、アデノ随伴ウイルスを用いてニューロン特異的プロモーターによりセンサーを視覚皮質に発現させ、ファイバーフォトメトリー法により蛍光変化を定量した。このセンサーを脳波・筋電図を同時記録している行動マウスに適用した結果、特定の脳状態において皮質抑制性入力が統計的有意に変化することを見出した。
人们认为睡眠对于婴儿和儿童的大脑和身体的健康成长很重要。在发育期,快速眼动睡眠丰富,非快速眼动睡眠成熟较晚。然而,长期观察和操纵年轻且快速生长的动物的睡眠并不容易,因此尚不清楚发育过程中快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠之间存在什么样的关系。申请人的研究团队成功地人为地将小鼠的发育过程与大脑的关键期分开,使得对成年小鼠关键期前后的睡眠进行比较和分析成为可能。利用这一点,本研究的目的是阐明伴随睡眠发育的分子和神经水平的变化,以及发育过程中的快速眼动睡眠对非快速眼动睡眠成熟的影响。预计这项研究将有助于人们对儿童睡眠带来的大脑发育以及睡眠不足与发育障碍的关系的科学基础有一个基本的了解。众所周知,当大脑皮层中抑制性突触的输入超过一定阈值时,视觉皮层/眼优势可塑性的关键时期就开始了。一种新型细胞内氯离子传感器(由东京大学 Hensch 博士开发)用于可视化抑制性突触传递的动态,可转换与 GABAA 受体开放相关的氯离子流入,GABAA 受体负责大脑中的抑制性突触传递,转化为荧光变化来检测抑制输入。此外,该传感器具有足够的灵敏度并且具有不受细胞内氢离子浓度影响的特性。今年,我们使用带有神经元特异性启动子的腺相关病毒在视觉皮层中表达传感器,并使用光纤光度测定法量化荧光变化。通过将该传感器应用于行为小鼠并同时记录脑电图和肌电图,我们发现皮质抑制输入在特定的大脑状态下发生了统计上的显着变化。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
UCLA(米国)
加州大学洛杉矶分校(美国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
視能訓練学 第2版
视觉矫正学第二版
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    公益社団法人 日本視能訓練士協会;若山 曉美;長谷部 佳世子;松本 富美子;保沢 こずえ;梅田 千賀子
  • 通讯作者:
    梅田 千賀子
臨界期可塑性と睡眠の発達
关键期可塑性和睡眠发育
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    宮本浩行;ヘンシュ貴雄
  • 通讯作者:
    ヘンシュ貴雄
Kv3.1 channels regulate the rate of critical period plasticity
Kv3.1通道调节关键期可塑性速率
  • DOI:
    10.1016/j.neures.2021.04.003
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Matsuda Yoshi-Taka;Miyamoto Hiroyuki;Joho Rolf H.;Hensch Takao K
  • 通讯作者:
    Hensch Takao K
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    $ 2.75万
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  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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