An elucidation of hierarchy of a biological clock and a rhythm adjustment drug by generating a novel clock function-deficient mouse

• Project/Area Number: 23590107
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: YAMAGUCHI Yoshiaki 京都大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (30467427)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2012: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 視交叉上核 / 概日時計 / 時計遺伝子 / 時差 / バソプレッシン / 遺伝子改変マウス / 概日リズム / 組織特異的ノックアウト / サーカディアンリズム / 生物時計 / 組織特異的Cre / リズム異常

Research Abstract

The endogenous circadian clock drives oscillations in physiology and behavior with a period of about 24 hours. When travelling rapidly across multiple time zones (jet lag), we become aware of the desynchrony between our internal clock and external light-dark cycle. Although jet lag is recognized as a chronobiological problem, its specific molecular and cellular mechanisms are poorly understood.
In this study, we show that circadian rhythms of locomotor activity, clock gene expression, and body temperature rapidly re-entrained to phase-shifted light-dark cycles in mice genetically deficient in V1a and V1b receptors (V1aV1bDKO). Real-time imaging of cellular rhythms in the suprachiasmatic nucleus (SCN) slices suggested that interneuronal communication mediated by V1a and V1b confers on the SCN an intrinsic resistance to external rhythm perturbation. Pharmacological blockade of V1a and V1b in the SCN of wild-type mice accelerated the speed of recovery from jet lag.

Research Products

• [Journal Article] Mice Genetically Deficient in Vasopressin V1a and V1b Receptors Are Resistant to Jet Lag (2013)
  • Author(s): Yamaguchi Y, Suzuki T, Mizoro Y, Kori H, Okada K, Chen Y, Fustin JM, Yamazaki F, Mizuguchi N, Zhang J, Dong X, Tsujimoto G, Okuno Y, Doi M, Okamura H
  • Journal Title: Science Volume: 342 Issue: 6154 Pages: 85-90
  • DOI: 10.1126/science.1238599
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RNA-methylation-dependent RNA processing controls the speed of the circadian clock (2013)
  • Author(s): Fustin JM, Doi M, Yamaguchi Y, Hayashi H, Nishimura S, Yoshida M, Isagawa T, Suimye-Morioka M, Kakeya H, Manabe I, Okamura H
  • Journal Title: Cell Volume: 155 Issue: 4 Pages: 793-806
  • DOI: 10.1016/j.cell.2013.10.026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 【ライフサイエンス新着論文レビューFIRST AUTHOR'S】バソプレッシン受容体V1aおよびV1bを欠損したマウスは時差症状を示さない (2013)
  • Author(s): 山口賀章, 鈴木暢, 岡村均
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/7777
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 視交叉上核 (2013)
  • Author(s): 山口賀章, 岡村均
  • Journal Title: 脳科学辞典
  • URL: http://bsd.neuroinf.jp/w/index.php?title=%E8%A6%96%E4%BA%A4%E5%8F%89%E4%B8%8A%E6%A0%B8&oldid=21150
• [Journal Article] Circadian regulation of intracellular G-protein signalling mediates inter cellular synchrony and rhythmicity in the suprachiasmatic nucleus (2011)
  • Author(s): M.Doi, A.Ishida, A.Miyake, M.Sato, R.Komatsu, F.Yamazaki, I.Kimura, S.Tsuchiya, H.Kori, K.Seo, Y.Yamaguchi, M.Matsuo, J-M.Fustin, R.Tanaka, Y.Santo, H.Yamada, Y.Takahashi, M.Araki, K.Nakao, S.Aizawa, M.Kobayashi, K.Obrietan, G.Tsujimoto, H.Okamura
  • Journal Title: Nature communication Volume: Vol.2 article#327 Issue: 1 Pages: 327-327
  • DOI: 10.1038/ncomms1316
  • NAID: 120003056234
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accurate Determination of S-Phase Fraction in Proliferative Cells by Dual Fluorescence and Peroxidase Immunohistochemistry with 5-Bromo-2'-Deoxyuridine (BrdU) and Ki67 Antibodies (2011)
  • Author(s): Tanaka R, Tainaka M, Ota T, Mizuguchi N, Kato H, Urabe S, Chen Y, Fustin JM, Yamaguchi Y, Doi M, Hamada S, Okamura H
  • Journal Title: J Histochem Cytochem Volume: 59 Issue: 8 Pages: 791-798
  • DOI: 10.1369/0022155411411090
  • NAID: 120004945144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transportin 1 in the mouse brain : appearance in regions of neurogenesis, cerebrospinal fluid production/sensing, and circadian clock., 519 : 1770-1780, 2011 (2011)
  • Author(s): Sato M; Okamura H
  • Journal Title: Journal of Comparative Neurology Volume: 519 Issue: 9 Pages: 1770-1780
  • DOI: 10.1002/cne.22600
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypertension due to loss of clock : novel insight from the molecular analysis of cry1/cry2-deleted mice (2011)
  • Author(s): Okamura H, Doi M, Yamaguchi Y, Fustin JM
  • Journal Title: Current hypertension reports Volume: 13 Issue: 2 Pages: 103-108
  • DOI: 10.1007/s11906-011-0181-3
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 時差消失マウスを用いた時差の分子機構の解明 (2013)
  • Author(s): 山口賀章、岡村均
  • Organizer: 第20回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 近畿大学、シンポジウム
  • Year and Date: 2013-11-09
• [Presentation] 視交叉上核の外的撹乱因子に対する抵抗性と時差 (2013)
  • Author(s): 山口賀章、溝曽路祥孝、郡宏、鈴木暢、岡村均
  • Organizer: 第20回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 近畿大学、ポスター
  • Year and Date: 2013-11-09
• [Presentation] Molecular, cellular, and physiological dynamics under experimental jet lag (2013)
  • Author(s): Yoshiaki Yamaguchi and Hitoshi Okamura
  • Organizer: XIII Congress of the European Biological Rhythms Society、Munich
  • Place of Presentation: Germany、ポスター
  • Year and Date: 2013-08-19
• [Presentation] 急性概日リズム睡眠障害である時差症候群の分子機構 (2013)
  • Author(s): 山口賀章、岡村均
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館、シンポジウム
  • Year and Date: 2013-06-20
• [Presentation] Molecular, cellular, and physiological dynamics under experimental jet lag (2013)
  • Author(s): Yoshiaki Yamaguchi and Hitoshi Okamura
  • Organizer: XIII Congress of the European Biological Rhythms Society
  • Place of Presentation: Munich, Germany
• [Presentation] 急性概日リズム睡眠障害である時差症候群の分子機構 Molecular basis of jet-lag syndrome (2013)
  • Author(s): 山口 賀章、岡村 均
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会 Neuro2013
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Invited
• [Presentation] 時差消失マウスの分子機構の解明 (2013)
  • Author(s): 山口 賀章、岡村 均
  • Organizer: 第20回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 近畿大学東大阪キャンパス
  • Invited
• [Presentation] 視交叉上核の外的撹乱因子に対する抵抗性と時差 (2013)
  • Author(s): 山口 賀章、溝曽路 祥孝、郡 宏、鈴木 暢、岡村 均
  • Organizer: 第20回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 近畿大学東大阪キャンパス
• [Presentation] 急性概日リズム睡眠障害である時差症候群の分子機構 (2013)
  • Author(s): 山口 賀章、岡村 均
  • Organizer: 第36回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館 （京都府）
• [Presentation] 時差モデルの分子解析 (2012)
  • Author(s): 山口賀章、岡村均
  • Organizer: 第35回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場、シンポジウム
  • Year and Date: 2012-09-21
• [Presentation] 時差モデルの分子解析 (2012)
  • Author(s): 山口 賀章、岡村 均
  • Organizer: 第35回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場 （愛知県）
• [Book] 【最新臨床睡眠学-睡眠障害の基礎と臨床-】神経インパルスからホルモンへの時間変換機構 (2013)
  • Author(s): 山口賀章, 岡村均
  • Publisher: 日本臨床
• [Book] 【代謝内分泌神経ネットワーク】生物時計と臓器ネットワーク:時差の体内機構 (2013)
  • Author(s): 山口賀章, 岡村均
  • Publisher: BIO Clinica
• [Book] 最新臨床睡眠学-睡眠障害の基礎と臨床 (2013)
  • Author(s): 山口賀章, 岡村 均
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 日本臨床社
• [Book] 代謝内分泌神経ネットワーク (2013)
  • Author(s): 山口賀章, 岡村 均
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 北隆館
• [Book] 最新臨床睡眠学-睡眠障害の基礎と臨床-神経インパルスからホルモンへの時間変換機構 (2013)
  • Author(s): 山口 賀章、岡村 均
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 日本臨牀社
• [Book] 【ナノバイオ技術と最新創薬応用研究】(第1章)ナノバイオ創薬に向けたターゲットの探索と構造解析概日リズムの分子機構と創薬 (2012)
  • Author(s): 山口賀章, 岡村均
  • Publisher: 遺伝子医学MOOK
• [Book] 【睡眠と生活習慣病-基礎・臨床研究の最新知見-】時計遺伝子・概日リズム概日リズム発振の遺伝子機構 (2012)
  • Author(s): 山口賀章, 岡村均
  • Publisher: 日本臨床
• [Book] 【睡眠と生活習慣病-基礎・臨床研究の最新知見-】 時計遺伝子・概日リズム 概日リズム発振の遺伝子機構 (2012)
  • Author(s): 山口 賀章、岡村 均
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 日本臨牀社
• [Remarks]
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/system-biology/
• [Remarks] 京都大学大学院薬学研究科 医薬創成情報科学専攻 システムバイオロジー分野
• [Remarks] 京都大学大学院薬学研究科 医薬創成情報科学専攻 システムバイオロジー分野HP
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/system-biology/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 概日リズム調整 (2012)
  • Inventor(s): 岡村均、山口賀章、辻本豪三
  • Industrial Property Rights Holder: 京都大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2012-120083
  • Filing Date: 2012-05-25
• [Patent(Industrial Property Rights)] 概日リズム調整 (2012)
  • Inventor(s): 岡村均、山口賀章
  • Industrial Property Rights Holder: 京都大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2012-120083
  • Filing Date: 2012-05-25