一日の摂食タイミングが全身の生理機能を制御する神経回路機構の解明

• Project/Area Number: 14J40055
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Functional basic dentistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高須 奈々 大阪大学, 歯学研究科, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: サーカディアンリズム / 視交叉上核 / 加齢変化 / 摂食タイミング / 概日リズム / 性周期 / 不妊 / 環境光サイクル / 時間制限給餌 / 予知行動

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は摂食タイミングを制御する体内時計神経回路を同定し、全身の概日リズムを制御する体内時計中枢・視交叉上核との相互作用と内的脱同調のメカニズムを明らかにすることである。げっ歯類に於いて一日の摂食タイミングを昼間の一定時間に制限することで、給餌時刻を予知するかのような行動・内分泌リズムが形成されることが知られている。本研究では、12週齢（若齢群）と54週齢（中期加齢群）の雄性マウスについて摂食タイミングと輪回し行動、体重変化について相互の関連を調べた。
若齢群・中期加齢群共に夜行性の輪回し行動リズムをみとめるとともに、夜間摂食パターンを示した。制限給餌開始後、若齢群では早期に昼間の給餌前に輪回しが増加するのに対し、中期加齢群では給餌前行動の形成が遅延した。この間、摂食量は自由摂食時の１割程度に落ち込み、体重は急激な減少を示したが、制限給餌の継続につれて、行動量が徐々に増え、摂食量は制限給餌開始後14日で自由摂食時の73.0％に達し同量を維持した。4週間の時間制限給餌後、自由摂食条件に戻すと、昼間の後半に食餌する摂食パターンは数日間の移行期間をもって夜間摂食に推移し、輪回し行動リズムにも給餌前行動の夜間行動パターンへの移行期間として反映した。 また、中期加齢群では、自由摂食移行後、輪回し行動が無周期性を示す個体がみとめられた。
以上の結果より、摂食タイミングと給餌前行動はサーカディアンリズムの特性を示し、これらのリズムは、視交叉上核によって制御される通常の夜行性リズムから乖離することが明らかになった。概日リズム制御の出力維持、または強化の基盤回路を明らかにすることで「生理的に規則正しい生活」を達成し社会不適応や生活習慣病の予防と積極的な治療への応用が期待される。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The central clock controls the daily rhythm of Aqp5 expression in salivary glands. (2017)
  • Author(s): Uchida H, Nakamura TJ, Takasu NN, Obana-Koshino A, Ono H, Todo T, Sakai T, Nakamura W
  • Journal Title: J Physiol Sci. Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The suprachiasmatic nucleus: age-related decline in biological rhythms. (2016)
  • Author(s): Nakamura TJ, Takasu NN, Nakamura W.
  • Journal Title: J Physiol Sci. Volume: in press Issue: 5 Pages: 367-374
  • DOI: 10.1007/s12576-016-0439-2
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cryptochrome-dependent circadian periods in the arcuate nucleus. (2016)
  • Author(s): Uchida H, Nakamura TJ, Takasu NN, Todo T, Sakai T, Nakamura W.
  • Journal Title: Neurosci Lett. Volume: 610 Pages: 123-128
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2015.10.071
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Recovery from age-related infertility under environmental light-dark cycles adjusted to the intrinsic circadian period. (2015)
  • Author(s): Takasu NN, Nakamura TJ, Tokuda IT, Todo T, Block GD, Nakamura W.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 12 Issue: 9 Pages: 1407-1413
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.07.049
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Morning and evening physical exercise differentially regulate the autonomic nervous system during nocturnal sleep in human (2015)
  • Author(s): Yamanaka Y, Hashimoto S, Takasu NN, Tanahashi Y, Nishide S, Honma S and Honma K.
  • Journal Title: Am J Physiol Reg Integ Comp Physiol Volume: R309 Issue: 9 Pages: R1112-R1121
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00127.2015
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 加齢に伴う生体リズムの減弱 (2016)
  • Author(s): 高須 奈々、草野慎之介、中西祐一郎、中村 渉
  • Organizer: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24
• [Presentation] 視交叉上核の概日リズム位相後退が引き起こす“社会的”時差ボケ (2016)
  • Author(s): 草野慎之介、中西祐一郎、高須 奈々、中村 渉
  • Organizer: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24
• [Presentation] マウスの“社会的”時差ボケ (2016)
  • Author(s): 中西祐一郎、草野慎之介、高須 奈々、中村 渉
  • Organizer: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24
• [Presentation] Recovery from Age-Related Infertility under Environmental Light-Dark Cycles Adjusted to the Intrinsic Circadian Period. (2016)
  • Author(s): Takasu NN, Nakamura TJ, Tokuda IT, Todo T, Block GD, Nakamura W
  • Organizer: The 64th NIBB conference
  • Place of Presentation: 岡崎カンファレンスセンター（愛知県・岡崎市）
  • Year and Date: 2016-04-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 内因性概日リズムに最適化した環境明暗サイクルによる加齢性不妊症状の改善 (2016)
  • Author(s): 中村渉、高須奈々
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] 視交叉上核の概日リズム位相後退が引き起こす“社会的”時差ボケ (2016)
  • Author(s): 草野慎之介、中西祐一郎、中村孝博、高須奈々、中村渉
  • Organizer: 第11回環境生理学プレコングレス
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-21
• [Presentation] Recovery from age-related infertility under environmental light-dark cycles adjusted to the intrinsic circadian period (2015)
  • Author(s): Takasu NN, Nakamura W
  • Organizer: International Symposium 2015 Oral and Craniofacial Development and Diseases
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・吹田市）
  • Year and Date: 2015-12-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス概日行動リズムの加齢変化と“社会的”時差ボケ (2015)
  • Author(s): 高須奈々、中村孝博、草野慎之介、中西祐一郎、徳田功、中村渉
  • Organizer: 第22回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都・. 文京区）
  • Year and Date: 2015-11-21
• [Presentation] マウス輪回し行動リズムの加齢変化 (2015)
  • Author(s): 吉田尚起、高須奈々、松本光平、徳田功、中村孝博、中村渉
  • Organizer: 第10回環境生理学プレコングレス
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-20
• [Presentation] 概日リズムを撹乱する“社会的”時差ボケ (2014)
  • Author(s): 高須奈々、松本光平、野田陽平、中村孝博、中村渉
  • Organizer: 第21回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-11-07 – 2014-11-09