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ウルトラディアンカルシウムリズムの発生と制御メカニズムの全容解明

Publicly Offered Research

Project AreaNon-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature
Project/Area Number 18H04927
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionCenter for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences (2019)
Hokkaido University (2018)

Principal Investigator

榎木 亮介  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 准教授 (00528341)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsウルトラディアンリズム / カルシウム / 概日リズム / 生物時計 / 光イメージング / 神経ネットワーク / 視交叉上核 / 室傍核 / 傍室傍核領域 / イメージング / 神経細胞
Outline of Annual Research Achievements

哺乳類の約24時間の概日リズムの中枢は、脳深部の視床下部領域にある視交叉上核に存在する。視交叉上核は、網膜を介して光情報を受けて固有の周期を24時間に調節して、全身の細胞や臓器に統一のとれたリズム情報を伝達している。近年の研究により、概日リズムを生み出す分子や細胞レベルでのメカニズムが次第に明らかとなってきた。一方で、哺乳類の生体内ではレム-ノンレム睡眠サイクルやホルモン分泌など、様々な生理機能に数十分~数時間の短い周期のウルトラディアンリズムが観察される。しかしこれまでウルトラディアンリズムを長期的・高精細に計測するよい方法がなく,ウルトラディアンリズムを生成する脳領域がどこにあるのかは長く不明だった。
本研究課題で私は、視交叉上核の主な神経投射先である室傍核と傍室傍核領域の多数の神経細胞において、30分~4時間周期で同期する細胞内カルシウムのウルトラディアンリズムを見いだした。このリズムは室傍核と傍室傍核領域のみを単離した組織でも観察されることから、この部位がウルトラディアンリズムの発生源であることが分かった。また本研究年度において、微細加工技術によるマイクロパターニング手法を用いて、単一神経細胞を物理的に隔離して培養してリズムを評価できる実験系を確立した。室傍核/傍室傍核は多種の神経細胞から構成されることから、神経ネットワークレベルの解析と組み合わせれば、今後は階層をまたいだリズム評価ができると考える。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (40 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 12 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Circadian rhythms in Per1, PER2 and Ca2+ of a solitary SCN neuron cultured on a microisland2019

    • Author(s)
      Hirata Yoshihiro、Enoki Ryosuke、Kuribayashi-Shigetomi Kaori、Oda Yoshiaki、Honma Sato、Honma Ken-ichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 18271-18271

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54654-5

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ultradian calcium rhythms in the paraventricular nucleus and subparaventricular zone in the hypothalamus2018

    • Author(s)
      Wu Yu-Er、Enoki Ryosuke、Oda Yoshiaki、Huang Zhi-Li、Honma Ken-ichi、Honma Sato
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 115 Issue: 40

    • DOI

      10.1073/pnas.1804300115

    • NAID

      120006536949

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    • Author(s)
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      榎木亮介
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      榎木亮介
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      Yoshihiro Hirata,Ryosuke Enoki,Kaori Kuribayashi-Shigetomi,Yoshiaki Oda,Sato Honma,Ken-ichi Honma
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      第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会(FAOPS2019)(神戸)
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  • [Presentation] Ultradian Calcium Rhythms in the PVN and SPZ in the Hypothalamus2019

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      Ryosuke Enoki,Yu-Er Wu,Yoshiaki Oda,Zhi-Li Huang,Ken-ichi Honma,Sato Honma
    • Organizer
      第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会(FAOPS2019)(神戸)
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  • [Presentation] 生物時計中枢の光イメージング解析2019

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      榎木亮介
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      榎木亮介
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      榎木亮介
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      Yoshihiro Hirata, Ryosuke Enoki, Kaori Kuribayashi-Shigetomi, Yoshiaki Oda, Sato Honma, Ken-ichi Honma
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      第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会(FAOPS2019)(神戸、兵庫県)
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  • [Presentation] 高速蛍光イメージングを用いた概日時計中枢神経細胞の概日Ca2+リズム形成機構の解析2018

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      織田善晃 、榎木亮介、高須奈々、中村渉、本間研一、本間さと
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      西日本生理学会(北九州国際会議場)(北九州、福岡)
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  • [Presentation] 時を刻む脳 ~生物時計中枢神経回路の光イメージング解析~2018

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      榎木亮介
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      Ryosuke Enoki
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  • [Book] Annual Review 神経 202020

    • Author(s)
      榎木亮介
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      中外医学社
    • ISBN
      9784498328488
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  • [Remarks] 榎木個人研究紹介webサイト

    • URL

      https://www.enokiryosuke.com

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  • [Remarks] 光を駆使して神経細胞の機能を探る

    • URL

      https://www.enokiryosuke.com

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      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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