視交叉上核選択的細胞培養法による時計細胞と同調エレメントの同定

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07670076
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 本間 さと 北海道大学, 医学部, 助教授 (20142713)
• Keywords: サーカディアンリズム / 細胞培養 / バゾプレッシン / VIP / グリア細胞

Research Abstract

本研究は哺乳動物の生物時計である視交叉上核(SCN)神経細胞の分散およびスライスの2種の単層培養系を用い、神経ペプチド放出量のサーカディアンリズムを指標に、自律振動機構を細胞レベルで解明することを目的として行われた。実験はウィスター系仔ラットのSCNを用いて行われた。
1、伝達物質放出のリズム:分散培養では、SCNの代表的神経伝達物質であるバゾプレッシン(AVP)とVIPの放出量に、培養24時間後よりほぼ同一位相、同一周期のサーカディアンリズムが観察された。両ペプチドリズムは、その後4-6週間に渡り安定して持続し、周期および位相関係は培養期間を通じて一定していた。Well当たりの細胞数、細胞密度によって周期や位相関係に変化は見られなかった。スライス培養でも、同一周期、同一位相のリズムが培養2-6週に渡り安定して存続した。
2、視交叉上核グリア細胞の役割:培養1-2日目に分裂阻止剤を投与し、グリア増殖を抑制した培養系では、分裂阻止剤を用いなかった対照群に比較して、分散培養では、両リズムの周期、位相関係に有意の差はみられなかったが、スライス培養では、AVP、VIPリズムが異なる周期でフリーランすることが確認された。
3、考察および結論:シナプス結合の欠如した、培養の初期からペプチド分泌にリズムが存在することから、液性連絡によるリズム周期が考えられる。分裂阻止剤の投与によりスライス培養で観察された両リズム間の脱同調は、ラットSCNが少なくとも2つの振動体から構成されることを示しており、SCNのグリア細胞が両振動体のカップリングに重要な役割を果たしている可能性が高い。分散培養での脱同調の欠如は、SCN内の構造の維持が各ペプチド細胞間のカップリングに重要であることを示唆している。

Research Products

• [Publications] Honma,K.: "Differential effects of bright light and social cues on reentrainment of human circadian rhythm." Am.J.Physiol. 268. R528-R535 (1995)
• [Publications] Abe,H.: "Circadian modulation in photic induction of Fos-like immunoreactivity in the suprachiasmatic nucleus of diurnal chipmunk.Eutamias asiaticus." J.Comp.Physiol.176. 159-167 (1995)
• [Publications] Honma,S.: "Phase-dependent phase shift of methamphetamine-induced circadian rhythm by Haloperidol in SCN-lesioned rats." Brain Res.674. 283-290 (1995)
• [Publications] Shinohara,K.: "Two different oscillators in the suprachiasmatic nucleus." Proc Natl Acad Sci USA. 92. 7396-7400 (1995)
• [Publications] Hashimoto,S.: "Masking and human circadian rhythms;rectal temperature and plasma melatonin." Body Temperature and Metabolism.T.Nagasaka and A.S.Milton Eds.IPEC,Tokyo,. 219-222 (1995)
• [Publications] Honma,K.: "Are circadian rhythm in rectal temperature and plasma melatonin regulated by a common pacemaker in humans?" Body Temperature and Metabolesm.T.Nagasaka and A.S.Milton Eds.IPEC Tokyo,. 223-226 (1995)
• [Publications] 本間裕士: "月経周期に伴う自覚的睡眠感の変動。" 精神医学. 37. 485-491 (1995)
• [Publications] 本間研一: "睡眠覚醒リズム調節と環境要因。" 臨床環境. 4. 51-55 (1995)
• [Publications] 本間さと: "睡眠に関連する分子生物学的知見「視交叉上核」をめぐって。" 臨床精神医学. 24. 825-829 (1995)
• [Publications] Abe,H.: "Substance P receptor regulates the photic induction of Fos-like prontein in the suprachiasmatic nucleus of Syrian hamsters." Brain Res.(印刷中). (1996)
• [Publications] Hashimoto,S.: "Melatonin rhythm is not shifted by lights which suppress nocturnal melatonin in humans under entrainment." Am.J.Physiol.(印刷中). (1996)
• [Publications] Yoshihara,T.: "Prefeeding release of paraventricular neuropeptide Y is mediated by the ascending noradrenergic neurons in rats." Am.J.Physiol.(印刷中). (1996)
• [Publications] Yoshihara,T.: "Effects of restricted daily feeding on neuropeptide Y release in the rat paraventricular nucleus." Am.J.Physiol.(印刷中). (1996)
• [Publications] Yoshihara,T.: "Dissociationm of paraventricular NPY release and plasma corticosterone levels in rats under food deprivation." Am.J.Physiol.(印刷中). (1996)
• [Publications] Yosihara,T.: "Methamphetamine stimulates the release of neuropeptide Y and noradrenaline from the paraventricular nucleus in rats." Brain Res.(印刷中). (1996)
• [Publications] Honma,S.: "Circadian rhythm and response to light of extracellular glutamate and aspartate in rat suprachiasmativc nucleus." Am.J.Physiol.(印刷中). (1996)