オレキシン神経下流における神経系の役割の解明

阐明食欲素神经下游神经系统的作用

基本信息

批准号：
09J02385
负责人：
本堂茉莉
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、グリシン作動性神経のオレキシン神経における作用について明らかにすることを目的とした。睡眠覚醒機構におけるグリシンの役割として、これまでにレム睡眠時にα運動ニューロンを抑制していることが知られている。オレキシン神経にグリシン受容体αサブユニットおよびグリシントランスポーター2の局在を免疫染色法および電子顕微鏡法を用いて観察したところ、オレキシン神経にグリシン作動性神経の入力があることが形態学的に確認された。また、オレキシン神経におけるグリシンの直接的な作用について、オレキシン神経特異的にGFPを有するマウス(Orexin/EGFP)を用いてパッチクランプ法を行ったところ、グリシンの投与によってTTX非存在下およびTTX存在下においてオレキシン神経の活性が抑制された。この反応は、グリシン受容体特異的なアンタゴニストであるストリキニーネによって抑制された。次に、睡眠覚醒機構におけるグリシンの作用について観察を行ったところ、グリシンの投与によって、投与後1時間、明期においてのみ覚醒時間が有意に短縮し、ノンレム睡眠時間が有意に上昇した。このような反応は、暗期では観察されず、明期においてのみ観察された。以前報告された、オプトジェネティックな手法を用いた研究によっても同様の結果が得られている(Tcunematsu et al. 2011.)。また、オレキシン神経におけるfOS陽性細胞数を計測したところ、グリシンの投与によって、fOS陽性細胞数の有意な減少が、明期および暗期において観察された。以上の結果から、現在、オレキシン神経特異的にグリシン受容体αサブユニットを欠損させたマウスを作製しており、今後、睡眠覚醒機構におけるオレキシン神経のグリシンの作用について詳細に検討していく予定である。また、グリシン作動性神経のオレキシン神経における入力の形態について解析を行うため、グリシントランスポーター2 Creマウスも作製している。

本研究的目的是阐明甘氨酸能神经元对食欲素神经元的影响。已知甘氨酸通过在快速眼动睡眠期间抑制α运动神经元在睡眠-觉醒机制中发挥作用。使用免疫染色和电子显微镜观察了食欲素神经元中甘氨酸受体α亚基和甘氨酸转运蛋白2的定位，并从形态学上证实了食欲素神经元具有来自甘氨酸能神经元的输入。此外，为了研究甘氨酸对食欲素神经元的直接影响，我们使用在食欲素神经元中特异性携带GFP的小鼠（Orexin/EGFP）进行膜片钳方法，发现给予甘氨酸会导致TTX和TTX的缺失。 TTX的存在抑制了食欲素神经元的活性。这种反应被士的宁（一种甘氨酸受体特异性拮抗剂）抑制。接下来，我们观察了甘氨酸对睡眠-觉醒机制的影响，发现给予甘氨酸仅在光照期显着缩短觉醒时间，并显着增加给药后1小时内的非快速眼动睡眠时间。这种反应在黑暗时期没有观察到，而仅在光照时期观察到。先前报道的使用光遗传学方法的研究也获得了类似的结果（Tcunematsu 等人，2011）。此外，当测量食欲素神经元中的fOS阳性细胞的数量时，观察到通过给予甘氨酸，在亮期和暗期fOS阳性细胞的数量显着减少。基于上述结果，我们目前已经培育出了在食欲素神经元中甘氨酸受体α亚基被特异性删除的小鼠，我们计划详细研究甘氨酸对睡眠-觉醒机制中食欲素神经元的影响。。我们还培育了甘氨酸转运蛋白 2 Cre 小鼠，以分析从甘氨酸能神经元到食欲素神经元的输入形式。