冬眠様状態の脳における時の流れの研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Chronogenesis: how the mind generates time |
|---|
| Project/Area Number |
21H00298
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Complex systems
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
坪田 有沙 (平野有沙) 筑波大学, 医学医療系, 助教 (60806230)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2023-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
|
|---|
| Keywords | 冬眠様行動 / QIH / 低代謝 / 光遺伝学 / 概日時計 / 視交叉上核 / 概日リズム / 体内時計 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
マウス視床下部前腹側周室核のQRFP産生神経を特異的に刺激すると、36時間以上にわたる低体温・低代謝状態を誘導することが可能である。本研究では、「低体温・低代謝状態の脳内において体内時計システムがどのように時を刻み、また時間がどのように認知されているか」を明らかにすることを目的とする。中枢時計の存在するSCNにおいて時計遺伝子の発現およびカルシウム・神経活動リズムのin vivoレコーディングを行い、低体温状況における概日時計の振る舞いを分子・神経レベルで記述する。さらに、基本的な陳述記憶を検査する行動テストを行い冬眠様状態においてマウスが時間をどのように認知しているかを明らかにする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、冬眠様状態(QIH)を誘導し「低体温・低代謝状態の脳内において体内時計システムがどのように時を刻んでいるのか」を明らかにすることを目的とした。QRFP神経を特異的に操作するために、Qrfp-iCreドライバーマウスにCre依存的にhM3Dq-mCherryを発現するアデノ随伴ウイルス(AAV)をマイクロインジェクションし、QIHを誘導した。研究代表者はマウスの行動リズムの位相が冬眠誘導前と回復後で全く変わらないということ、さらにそれらが冬眠誘導のタイミングによらないことを見出した。さらに、分子時計の挙動を調べるために時計タンパク質PER2にルシフェラー ゼを融合させたタンパク質を発現するノックインマウスとQrfp-iCreマウスを交配し、QIHを誘導した。マルチインビボイメージャーを用いて、自由行動下のマウスから恒暗条件下でルシフェラーゼ発光を計測した。まず、中枢時計であるSCNにおいてPER2::LUCの発現を経時的に観察したところ、24時間周期のリズミックな変動が観察された。さらに、腎臓や肝臓などの末梢時計においてもリズムが確認できた。これらの結果は、24度という低体温に晒されても概日リズムの周期が維持されていること、分子振動が維持されていることを示しており、神経活動が大きく抑制された状況においても概日時計による時が刻まれていると考えられた。さらにSCNにおいて神経活動のリズムも継続することが判明した。これらと並行してより時間分解能が高いQIHの誘導法を開発した（Takahashi, Hirano et al., Cell Reports Methods, 2022; Takahashi et al., STAR Protocol, in press）。 低温状態を自由に作出することが可能となり、より詳細な時間認知へのアプローチが可能となる。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
