細胞特異的・可逆的摂動系を用いた個体行動を司る脳内の階層的細胞ネットワークの理解

使用细胞特异性和可逆扰动系统了解大脑中控制个体行为的分层细胞网络

• 批准号: 13J01565
• 负责人: 神田 元紀
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01565/
• 关键词: 概日リズム; 視交叉上核; 睡眠覚醒; 薬理遺伝学; マイクロ・ナノデバイス

昨年度までに薬理学実験によって概日リズムおよび睡眠覚醒の細胞間情報伝達を担う新規因子（遺伝子）の候補を挙げた。本年度は遺伝学的検証を行った。[1] CRISPR/Cas9を用いて候補因子をノックアウトしたマウスを作製し、概日リズムおよび睡眠覚醒状態を観察したところ、野生型と比べて睡眠時間・概日睡眠パターンが有意に異なる表現型が得られた。また、候補因子から推察した他の関連遺伝子のノックアウトマウスを作製したところ、野生型と有意に異なる睡眠時間・概日睡眠パターンをもつ、いくつかの遺伝子が得られた。[2] 候補因子およびその発現細胞の役割を理解するために、この因子を発現する細胞特異的にDREADD（hM3Dq）を発現する遺伝子改変マウスを作製した。CNOによる細胞の人為的な活性化を行うと、野生型とは異なる睡眠時間・パターンが得られた。また、候補因子発現細胞の神経活動の経時変化を蛍光 in situ hybridizationにて観察を行った。これらの個体を用いた実験により、本因子が概日リズムおよび睡眠覚醒の細胞間情報伝達に寄与すること示唆された。

去年，我们通过药理学实验确定了负责昼夜节律和睡眠/觉醒细胞间通讯的新因子（基因）的候选者。今年，我们进行了基因验证。 [1]我们利用CRISPR/Cas9创建了候选因子被敲除的小鼠，并观察了它们的昼夜节律和睡眠-觉醒状态，发现与野生型小鼠相比，获得的表型在睡眠持续时间和昼夜节律睡眠模式上存在显着差异。此外，当我们创建从候选因子推断的其他相关基因的敲除小鼠时，我们发现了几个睡眠持续时间和昼夜节律睡眠模式与野生型显着不同的基因。 [2] 为了了解候选因子和表达它们的细胞的作用，我们培育了转基因小鼠，它们在表达该因子的细胞中特异性表达 DREADD (hM3Dq)。用 CNO 人工激活细胞会导致睡眠持续时间和模式与野生型不同。我们还使用荧光原位杂交观察了表达候选因子的细胞中神经活动的时间变化。使用这些个体进行的实验表明，该因素有助于昼夜节律和睡眠-觉醒的细胞间通讯。

项目成果

3D spatiotemporal distribution of coupling-related peptides in the SCN

SCN 中耦合相关肽的 3D 时空分布

• 发表时间: 2014
• 作者: Kanda GN;Yamada RG;Ueda HR
• 通讯作者: Ueda HR

A microfluidic Platform to generate a robust gas-liquid interface for organotypic slice culture over a long period

一种微流控平台，可为器官切片长期培养提供强大的气液界面

• 发表时间: 2013
• 作者: Kanda GN;Moriguchi H;Yamada RG;Tanaka Y;Ueda HR
• 通讯作者: Ueda HR