周術期の摂食条件が体内時計に与える影響；遺伝子改変マウスを用いた時間生物学的解析
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19K10336
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57060:Surgical dentistry-related
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
大野 幸 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 客員研究員 (00535693)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
倉本 恵梨子 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (60467470)
杉村 光隆 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (90244954)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 体内時計 / 腹時計 / Per2::Lucノックインマウス / Cry1ノックアウトマウス / Cry2ノックアウトマウス / 術後せん妄 / PER2::LUCノックインマウス / Cry1/Cry２ノックアウトマウス / 時計遺伝子 / 三叉神経系 / 周術期管理 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、時計遺伝子の１つPeriod2の発現に応じて細胞が光るよう遺伝子改変されたマウス（PER2::LUCノックインマウス）を用い、三叉神経節における遺伝子発現のリズムを計測する。さらに不規則な食事と口腔内への侵襲がこのリズムに及ぼす影響を明らかにする。最後に、時計遺伝子の１種であるCry１/Cry２をノックアウトしたマウスを用いて同様の実験を行い、この遺伝子の働きについても考察を加える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、生活習慣病をはじめとする多くの疾病は、「体内時計」の不調に一因があるという知見が次々と報告され、この分野の研究が急速に進んでいる。中でも食事が「体内時計」に与える影響は大きく、その仕組みを知りうまく活用することで、人々の健康や疾病対策に大きく寄与するのではないかと期待されている。また、「腹時計」は抽象的な概念ではなく、‘経口’摂取による食事刺激が「腹時計」を介した生体リズムの維持において重要であることも古くから指摘されている。そこで申請者は、食事刺激を受け取る「腹時計」の鍵は‘口’にあるのではないかと考え、周術期の口腔内への侵襲や不規則な食事が「腹時計」機構に不調和を招き、その結果が口腔外科領域においても問題となる術後せん妄などの合併症につながるのではないか？という問いに至った。本研究では、時計遺伝子の１つPeriod2にホタルの発光酵素をつけ、時計遺伝子の発現に応じて細胞が光るよう遺伝子改変されたマウス（PER2::LUCノックインマウス）を用い、三叉神経節におけるリズムを計測した。次に、時計遺伝子の１種であるCry１またはCry２をノックアウトしたマウスを用いて同様の実験を行い、時計遺伝子の役割についても考察を加えた。さらに、共同研究により、三叉神経節の発光についてイメージングも行った。また、イメージングで得られた発光の局在を検討するため、免疫染色を行った。その結果、三叉神経節では、時計遺伝子Per２の発現に明瞭な概日リズムがあること、リズムを生み出しているのは三叉神経節にある神経細胞であることなどをまとめて成果発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度に計測を行ったPER2::LUCノックインマウス、およびCry1ノックアウトPER2::LUCノックインマウスあるいは、Cry2ノックアウトPER2::LUCノックインマウスを用いて三叉神経節および視交叉上核の時計遺伝子発現について計測を行った。組織サンプリングの条件検討などを行い、予定していたデータの取得は全て終了した。さらに、発光の局在を検討するため、免疫染色を追加実験として行い、神経細胞体にPER2が発現していることを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在行っている介入なしの場合の実験結果を成果発表し終えたため、続いては下記の通り介入を行い同様の実験を行う予定である。
1)12週齢の雄性マウス（PER2::LUCノックインマウス）を、室温23 ±１℃の静穏な施設において、自由給水・自由摂食、12時間ごとの明暗サイクル（明期；8-20時、暗期；20－8時）条件下で飼育し、2週間にわたり輪廻し活動を計測する。
2)自由摂食群、制限給餌群、自由摂食＋抜歯群、制限給餌＋抜歯群の４群にわけ、それぞれ輪廻し活動を2週間にわたり計測する。
3)全群とも14時にマウスから視交叉上核及び三叉神経節を摘出し、細胞培養液に入れ、1週間にわたり発光リズムを計測する。
4)得られた輪回活動及び発光リズムの解析を行う。
以上より、視交叉上核及び三叉神経節における時計遺伝子の発現を解析する予定である。
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Report
(4 results)
Research Products
(13 results)
