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Qニューロン

Qニューロン（英:quiescence-inducing neurons; Q neurons）は、マウス第3脳室周囲に存在するQRFP陽性神経細胞である[1]。特に前腹側周室核・内側視索前野に存在するものを指す[2]。

マウスにおいてQニューロンを活性化させると自然では見られない冬眠様の低体温・低代謝状態が誘起される。

概要 編集

QRFP（pyroglutamylated RFamide peptide）は視床下部で特異的に発現するタンパク質である[3]。領域としては前腹側周室核（anteroventral periventricular nucleus; AVPe）・内側視索前野（medial preoptic area; MPA）・脳室周囲核・外側視床下部（lateral hypothalamic are; LHA）に発現が見られる。

マウスでQRFP発現ニューロンを化学的に活性化させると約30分のうちに体温低下が始まる（平温38℃→25℃）。約2日間低体温が継続し、その後1週間かけて平温へと戻っていく。この効果をQRFP発現領域間で比較すると、AVPe・MPA・脳室周囲核の活性化は体温低下を引き起こし、 LHAの活性化は特に影響を及ぼさない。影響を及ぼすQRFP発現ニューロンはQニューロン、冬眠様の低体温・低代謝状態はQ ニューロン誘起性低体温・低代謝（Q-neuron-induced hypothermia and hypometabolism; QIH） と呼ばれる。

特性 編集

神経伝達物質 編集

Qニューロン集団はグルタミン酸作動性・GABA作動性・両作動性ニューロンを含んでいる（Glu 8割, GABA 1割弱, 両 1.5割）。GABA作動性Qニューロンのみを活性化すると数時間だけの弱い体温低下が起こり、Glu作動性Qニューロンのみを活性化すると立ち上がりの遅いQIHが起こる。

マーカー 編集

Qニューロンの多くはBDNF, Adcyap1, Ptger3（プロスタグランジンE3受容体）を発現している。

QIH 編集

Q ニューロン誘起性低体温・低代謝（Q-neuron-induced hypothermia and hypometabolism; QIH） の間、マウスは身体活動を抑制する。以下は低下が確認されている特性である。

  • 体温
  • 代謝
    • グルコース濃度
  • 心拍
  • 呼吸
  • 脳活動（脳波）

これらの変化はすべて可逆的である（QIH終了後に組織へのダメージがみとめられない）。

QIHの初期段階では体温上昇を伴わない尾血管の拡張、すなわち能動的な体温低下がおきている。

回路 編集

Qニューロンを含むQIH回路の全容は解明されていないが、Qニューロンの上流・下流ニューロンが同定されている。

Qニューロンへ投射する上流ニューロンはAVPe, VOLT, MnPO, Pe, MPA, VLPO, TC, PVNに細胞体が存在する[4][5]。Qニューロン自体もAVPe, Peに存在するため、介在ニューロンに含む局所回路を持っていると考えられている[6]。

Qニューロンの投射先にはAVPe, Pe, VOLT, MPA, SON, PBN, DMH, TMN MM, RPa, RVLM, LPB, LC, PAGが挙げられる[7][8]。DMHへの投射はQIHへ強い影響をもち、RPaへの結合は比較的弱い影響をもつことがわかっている[9]。

参考文献 編集

  • Takahashi, Tohru M.; Sunagawa,Genshiro A.; Soya, Shingo; Abe, Manabu;Sakurai, Katsuyasu; Ishikawa, Kiyomi;Yanagisawa, Masashi; Hama, Hiroshi et al.(2020-06-11). “A discrete neuronal circuit induces a hibernation-like state in rodents”(英語). Nature. doi:10.1038/s41586-020-2163-6. ISSN 0028-0836.

脚注 編集

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  1. ^ These observations suggest that iCre-positive neurons around the third ventricle— especially the neurons in the area of the AVPe and MPA (AVPe/MPA) (quiescence-inducing neurons or ‘Q neurons’)—are mainly responsible for the induced hypothermic state. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2163-6
  2. ^ especially the neurons in the area of the AVPe and MPA (AVPe/MPA) (quiescence-inducing neurons or ‘Q neurons’) https://doi.org/10.1038/s41586-020-2163-6
  3. ^ Expression of Qrfp mRNA was found to be exclusively localized in the hypothalamus,
  4. ^ 逆行性単シナプス標識（SADΔG-GFP+EnvA & Grfp-iCre/AAV-DIO-TVA-mCherry/AAV-DIO-RG）
  5. ^ Extended Data Fig. 11. Takahashi(2020)
  6. ^ Input neurons were also observed in regions in and around the AVPe and periventricular nucleus, suggesting that local interneurons exist that regulate the function of Q neurons, and also indicating that Q neurons might form microcircuitry with interneurons within the AVPe/MPA and periventricular nucleus. Takahashi(2020)
  7. ^ by Qrfp-iCre + AAV-DIO-hSynapsin-GFP in hypothalamus
  8. ^ Extended Data Fig. 7. Takahashi(2020)
  9. ^ by optogenetic axon stim.
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