メラノプシン細胞への選択的な刺激による概日リズム制御機能の解明

• Project/Area Number: 22K19333
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 辻村 誠一 名古屋市立大学, 大学院芸術工学研究科, 教授 (10381154)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 沼野 利佳 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 教授 (30462716) ; 橋口 周平 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (40295275)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: メラノプシン / 概日リズム / 多原色光源装置 / ipRGC

Outline of Research at the Start

網膜に存在する光受容器の１つであるメラノプシン細胞は、錐体細胞および桿体細胞と同様に明るさの知覚に寄与することが報告されている。この発見は、視覚科学のみならず、生物学、医学、工学等、様々な分野に多大な影響を与えている。メラノプシン細胞は、概日リズムの時計遺伝子の発現への影響や、免疫制御、さらには脳神経系まで様々な生体反応に影響を与えていると報告があり、したがって、メラノプシン細胞の機能を検証し解明することは様々な分野でのブレークスルーとなることが期待される。
本研究ではメラノプシン細胞のみを選択的に刺激可能なマウス用多原色光源装置を用いて、メラノプシン細胞の機能の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、メラノプシン細胞を起因とする刺激量を制御し、メラノプシン細胞によるマウス概日リズムの制御機能への寄与について、基礎研究の観点から検証することを目的としている。当初の予定では今年度に多原色光源装置を開発する予定であったが、新型コロナウィルスの影響により一部電子部品等の入手が困難であり、来年度以降に開発することにした。今年度は、研究プロジェクトを開始するにあたり、先行研究の論文調査を実施した。また、豊橋技術科学大学、鹿児島大学の共同研究者と綿密に打ち合わせを実施し、実験装置の要件や実験で用いる光刺激条件の検討をおこなった。
メラノプシン細胞を選択的に刺激した際の時計遺伝子発現振動の位相変化（概日リズムの位相変化）をモニターする実験や「恒明条件」下でのメラノプシン細胞への選択的な刺激が可能な実験の立案をした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウィルスの影響により一部電子部品の入手が困難であり実験装置の開発が若干遅れている。代わりに来年度以降に予定していた研究計画等を今年度に実施したため大きな影響はないと考えている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、実際にメラノプシン細胞を選択的に刺激した条件において、時計遺伝子の発現への影響や、マウスの動態解析から概日リズムの位相変化を観測する予定である。