脳の側坐核（そくざかく）に存在するアデノシンA2A受容体は、睡眠と意欲の調整に重要な役割を果たします。本研究では、光によりアデノシンA2A受容体の感受性を高める薬物を開発し、マウスの側坐核選択的に光を照射することで睡眠を人為的にリモート誘導することに成功しました。
脳の側坐核（そくざかく）は意欲行動や睡眠調節を司る脳領域であり、そこに存在するアデノシンA2A受容体 (A2AR) により機能調節されることが知られています。そのため、側坐核のA2AR活性を任意に調節することができれば、睡眠や意欲行動を制御できると期待されています。しかし、A2ARは心臓を始めとするさまざまな器官に存在しており、遺伝子改変を伴わずに、脳内のA2ARのみを選択的に機能調節することは困難でした。
本研究では、光により薬物の活性を制御するオプトケミストリーという技術に着目し、組織中のアデノシン活性を増強する新たな光感受性薬物を開発しました。この薬物をマウスに投与して、側坐核に選択的に光を照射したところ、遺伝子改変を伴わずに、人為的に睡眠を誘導することに初めて成功しました。
従来の光感受性薬物は、紫外光による光毒性、血液脳関門透過性、光反応効率などの点で課題があり、哺乳類を始めとする生体への応用は遅れていました。今回開発した光感受性薬物は、これらの課題を解決するものであり、脳内A2ARを標的とする医薬品のみならず、他の伝達物質受容体を標的とした脳機能調節薬の開発におけるオプトケミストリーの可能性を示すものです。
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プレスリリース
研究代表者
筑波大学医学医療系
Michael Lazarus 教授
斉藤 毅 准教授
掲載論文
【題名】 Optochemical control of slow-wave sleep in the nucleus accumbens of male mice by a photoactivatable allosteric modulator ofadenosine A2A receptors
（アデノシンA2A受容体の光活性化可能なアロステリックモジュレーターによる雄マウスの側坐核における徐波睡眠の光化学的制御） 【掲載誌】 Nature Communications 【DOI】 10.1038/s41467-024-47964-4