Cortico-preoptic circuit regulating sleep and sedation

皮质视前回路调节睡眠和镇静

• 批准号: 22K06476
• 负责人: 山形 朋子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Toho University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06476/
• 关键词: 睡眠; 鎮静; アドレナリンα２受容体; デクスメデトミジン; マウス; 麻酔; 大脳皮質; 視床下部

初年度は、神経活動依存的に発現する遺伝子fosを利用したFos-Cre遺伝子発現システム（TRAP）を用いて、それぞれ鎮静薬デクスメデトミジン投与時、拮抗薬アチパメゾール投与時、麻酔薬投与時、睡眠時に活性化される細胞群を探索した。その結果、鎮静薬デクスメデトミジン投与時に活性化される細胞群として、特に視床、視床下部、中脳、橋を見出した。さらに、赤色蛍光レポーター系統Ai9とcfos抗体染色との組み合わせにより、２つの覚醒ステートの両方、ないしは片方だけ活性化される細胞群を区別することができた。現在、それらの領域について、薬理学的・光遺伝学的操作（DREADD、オプトジェネティクス）、カルシウムセンサーを用いた神経活動計測（ファイバーフォトメトリ）を行い、鎮静および睡眠覚醒への関与について、検証を進めている。特に、視索前野および視索上核については、鎮静薬デクスメデトミジン投与時に活性化された細胞群に対し、オプトジェネティクスを用いた光再活性化実験を行った。その結果、睡眠時再活性化により覚醒が促進された。この結果は、先行研究の薬理学的・光遺伝学的実験の報告とは異なっている。この結果を踏まえ、今後は脳内での探索範囲を広げて、皮質・皮質下で鎮静作用により重要である領域を探る。

第一年，我们将使用 Fos-Cre 基因表达系统（TRAP），该系统利用以神经元活动依赖性方式表达的 fos 基因，检测服用镇静药物右美托咪定期间的症状，我们寻找激活的细胞群。结果，他们发现，当服用镇静药物右美托咪定时，丘脑、下丘脑、中脑和脑桥的细胞群特别被激活。此外，通过将红色荧光报告线 Ai9 与 cfos 抗体染色相结合，我们能够区分在两种清醒状态或仅其中一种状态下激活的细胞群。目前，我们正在这些区域进行药理学和光遗传学操作（DREADD，光遗传学）并使用钙传感器（纤维光度测定法）测量神经活动，以验证它们对镇静和睡眠/觉醒的参与正在进行中。特别是，对于视前区和视上核，我们利用光遗传学对给予镇静右美托咪定后激活的细胞群进行光再激活实验。结果，睡眠期间的重新激活促进了清醒。这一结果与之前报道的药理学和光遗传学实验的研究不同。基于这些结果，我们将扩大大脑的搜索范围，探索皮层和皮层下对镇静作用重要的区域。