膀胱容量日内リズムの形成・調律機構の解明

• Project/Area Number: 23K19445
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0802:Biomedical structure and function and related fields
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 千原 尉智蕗 筑波大学, 附属病院, 病院登録医 (50934783)
• Project Period (FY): 2023-08-31 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 膀胱時計遺伝子 / 中枢時計 / 末消時計 / グルココルチロイド / 日内排尿リズム / 末梢時計 / グルココルチコイド

Outline of Research at the Start

近年日内排尿リズム形成に膀胱時計が密接に関連していることが報告されたが、日内排尿リズムがどのようにして形成され調律されているかについては未だ不明な点が多い。膀胱時計を調節する因子として、グルココルチコイド（GC）の日内リズム、中枢時計からの直接的な調律機構、活動リズムや食事タイミングなどの外的要因による調節機構などの機構の可能性が考えられている。我々はSCN、大脳皮質および海馬でCre recombinaseが発現しているマウス(CamKII-Creマウス)を用いてBmal1を脳でcKOしたマウスを作成し、膀胱時計や日内排尿リズムの調律機構を検証することとした。

Outline of Annual Research Achievements

排尿には日内リズムがあり、膀胱容量が活動期に小さくなり、安静期には大きくなることが知られている。この膀胱容量の日内リズムには中枢時計の他、睡眠・覚醒といった行動のリズムや、糖質コルチコイドの分泌変動、及び膀胱末梢時計の関与が考えられている。本研究では膀胱自律的な膀胱容量の調整機能が、日内リズム形成にどの程度関与しているかを検討した。
時計遺伝子の一つであるBmal1を中枢神経においてcKOさせたマウスを作成し、明暗の条件を変更して行動・糖質コルチコイドの日内変動を測定した。cKOマウスを恒暗条件(DD: dark dark)に置き光刺激を遮断した状態で回転輪を用いた行動リズム解析を行ったところ、行動の日内リズムが消失することを確認した、また同モデルにおいて糖質コルチコイド(コルチコステロン)をELISA法にて測定すると、本来の２４時間周期の日内リズムが失われていることが確認された。これにより同モデルをDD条件に置くと、排尿に関与するとされている因子を可及的に除外できると考えられた。このモデルをＤＤ条件下で膀胱時計遺伝子の日内変動をRT-qPCRにて測定すると、DD条件においても日内リズムが保たれており、膀胱容量のリズムをaVSOP（automated voided stain on paper）法によって測定すると、DD条件においても２４時間周期のリズム性が保たれていた。これらの結果から、短期間のDD条件においては膀胱自律的な膀胱容量の調整機構のみでも排尿の日内リズムの形成が可能であると考えられた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

cKOの行動、排尿のフェノタイプが示されたため。

Strategy for Future Research Activity

続いてこのcKOマウスをDD条件に長期間(8w)置いた場合に膀胱容量のリズム性が保持され得るか検証を行っている。