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新しい睡眠促進脳細胞の同定

マウスにおける新しい研究は、睡眠を促進することに関与する可能性のあるニューロンの範囲を同定する。この発見は、すぐに睡眠障害を治療する治療法を変えるかもしれない。

ニューロン

不眠症は、毎年米国で約6000万人の人々に影響を与えます。それは、認知障害およびメタボリックシンドロームを含む、特に高齢者の様々な健康上の懸念と関連している。

睡眠不足の夜を抱えている人は誰でも知っているように、不眠症のエピソードの間に自分自身を “眠る”ようにしようとするのは単なる役に立たないだけでなく、事態をさらに悪化させるかもしれません。しかし、もし私たちが眠りにつくときに私たちが活性化できる “スイッチ”が脳にあればどうでしょうか?

新しい研究では、ある種のニューロンでこのような「スイッチ」が見つかった可能性があります。ジョン・ホプキンス大学医学部のボルティモア医学部の研究者らは、既存の研究を調査した結果、覚醒状態を促進するニューロンについてかなりの量の研究が行われているが、睡眠を促進するニューロンにはほとんど研究が集中していないことを認識した。

そこで、Johns Hopkins大学医学部の神経科学教授であるSeth Blackshaw博士が率いる科学者たちは、「Lhx6」という遺伝子を発現する脳細胞の役割を調べることにした。

研究者がこの特定の遺伝子を調べることを決めたのは、それが他のニューロンの活動を阻害するニューロンを形成する上で重要な役割を果たすからです。 Blackshaw教授が率いる以前の研究では、マウスにおけるこの遺伝子の役割が観察された。

「脳の他の領域の細胞はLhx6を使用しており、これらの領域が適切に発達するためには遺伝子が不可欠であることがわかっています」例えば、Lhx6の発現を阻害すると、てんかん。

研究者らは、Lhx6遺伝子を発現するニューロンが、目を覚ましている他のニューロンを「スイッチオフ」することによって睡眠を促進すればどうだろうかと疑問に思った。

この研究の最初の著者は、ジョンズ・ホプキンス大学医学部のソロモン・スナイダー神経科学科の大学院生であるカイ・リュウ(Kai Liu)であり、この知見はジャーナル

Lhx6発現ニューロンは睡眠を誘発する

Liuとチームは、Lhx6発現ニューロンの活性化が睡眠を促進するか阻害するかを分析するために、「デザイナー薬剤によって独占的に活性化されるデザイナー受容体」を用いたマウスモデルを作成した。

彼らは、LHx6発現ニューロンを活性化するために薬物クロザピンN-オキシド、ならびにこれらのニューロンの挙動を研究するためのFosタンパク質およびウイルス追跡技術を使用した。

Liu氏とチームは、ニューロン活性化薬物注射を受けた12時間後にマウスがより多く眠り、ランダム眼球運動(REM)と非レム睡眠の両方においてより多くの時間を費やしたことを発見した。これらの効果は、薬物を受けた後2時間から8時間の間で最も高かった。

おおまかに言えば、非レム睡眠は深くて安らかな睡眠の段階を構成しますが、レム睡眠は軽いと考えられ、睡眠段階ではほとんどの夢が起こります。

「これらの[Lhx6発現ニューロン]が非REMとREM睡眠の両方を促進するという事実は、他の睡眠調節細胞とは区別されており、広範囲の睡眠障害を治療する新しい標的を提示している」

Seth Blackshaw教授

さらに、研究者らは、Lhx6を発現するニューロンが同定されていない脳領域においてこの活性を観察した:視床下部のzona incertaと呼ばれる領域。

「視床下部は、魚からヒトへの進化において比較的よく保存されていた古代の系であるため、マウスの遺伝学と化学を理解すれば、人々の脳内で起こることの知識を向上させるはずです」とBlackshaw教授は説明します。

以前の研究では、ニューロペプチドであるヒポクレチンを分泌することによって覚醒を促進するニューロンを同定した。したがって、この新しい研究では、Lhx6発現ニューロンがこれらのhypocretin分泌ニューロンを阻害するかどうかを調べることも望んでいました。

研究者らは、デザイナーの薬物を使用してhypocretinの作用をブロックし、Lhx6発現ニューロンを活性化することによって、マウスはREM睡眠を増加させ続けたが、REM睡眠は増加しなかったことを見出した。

「これは、Lhx6が、ヒポクレチン産生細胞だけでなく、他のタイプの後流促進細胞も阻害することを示している」とLiuは説明する。

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