サーカディアン振動の発生と振動体カップリング:培養視交叉上核細胞による解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08670074
• 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 / 視交叉上核 / バゾプレッシン / VIP / 細胞培養 / 振動共役

Research Abstract

ラット視交叉上核分散培養系を用い、バゾプレッシン(AVP)とVIPの2種のペプチドリズム指標に、個々の細胞振動発生、および、振動共役によるサーカディアンリズム出力のメカニズムを検討した。ラット視交叉上核細胞をトリプシン処理にて単離し、高グルコースまたは低グルコースの無血清培地、5%または10%の濃度で牛胎児血清(FCS)を含む培地で培養した。その結果、無血清培地での培養では、グリア細胞が星形に分化して突起を伸ばし、培養1-2週で、延長した突起がディッシュ全体に網目構造を作った。培養液中のAVPとVIPは、培養1日目から同一位相の同期したリズムを示し、リズムは1カ月以上持続した。分裂阻止剤投与によるグリア分裂抑制も、両ペプチドリズムに有意の変化を生じなかった。一方、FCS含有培地による培養では、未熟なグリア細胞が敷石状にディッシュ表面を被った。培溶液中のVIPは量が著しく低下したもののサーカディアンリズムを示したが、AVPはリズムの消失する例が多かった。また、0.15%と0.45%の異なるグルコース濃度でペプチドリズムを比較したところ、低グルコースでは、培養液中ペプチドの著しい低下とリズム消失が観察された。
以上の結果、培地条件により、同一ペプチド細胞間の同期が消失し、ペプチドリズムが消失すること、グルコース量が、ペプチドの放出量やペプチド細胞間のリズム同期に関与していることが明らかとなった。血清含有培地では、各種成長因子や担体蛋白に富み、グリア細胞が互いに接触しギャップジャンクションを介する連絡がより容易に行えると推測されるが、リズム同期はむしろ無血清培地でより維持された。無血清培地では、分化したグリアが多数受容体を発現させている。振動同期には、ギャップジャンクションや電気的同期よりもむしろ受容体を介する液性連絡の方が重要であると考えられる。

Research Products

• [Publications] Hashimoto, S.: "Midday exposure to bright light changes the circadian organization of plasma melatonin rhythm in humans." Neurosci. Lett.(印刷中). (1997)
• [Publications] Hashimoto, S.: "Free-running circadian rhythm of melatonin in a sighted young man despite a 24-hr sleep pattern : a non-24-hour circadian syndrome." Psychiat. Clin. Neurosci.(印刷中). (1997)
• [Publications] Nakamura, K.: "A sighted man with non-24-hour sleep-wake syndrome showed damped plasma melationin rhythm." Psychiat. Clin. Neurosci.(印刷中). (1997)
• [Publications] Nakamura, K.: "Daily melationin intake resets circadian rhythms of a sighted man with non-24-hour sleep-wake syndrome who lacks nocturnal melatonin rise." Psychiat. Clin. Neurosci.(印刷中). (1997)
• [Publications] Honma, K.: "Sleep and melationin rhythm in humans." Sleep and Sleep Disorders-from Molecule to Behavior. (印刷中). (1997)
• [Publications] Hashimoto, S.: "Vitamin B12 enhances the phase-response of circadian melatonin rhythm to a single bright light exposure in humans." Neruscience Letters. 220. 129-132 (1996)
• [Publications] Honma, S.: "Persistence of circadian oscillation while locomotor activity and plasma melatonin levels became aperiodic under prolonged continous light in the rat." Neruscience Letters. 216. 49-52 (1996)
• [Publications] Honma, S.: "Aging affects development and persistence of feeding assoicated circadian rhythm in rat plasma corticosterone." American Journal of Physiology. 271. R1514-R1520 (1996)
• [Publications] Honma, S.: "Circadian rhythm and response to light of extracellular glutamate and aspartate in rat suprachiasmativc nucleus." American Journal of Physiology. 271. R579-R585 (1996)
• [Publications] Yoshihara, T.: "Dissociationm of paraventricular NPY release and plasma corticoterone levels in rats under food deprivation." American Journal of Physiology. 271. E239-E245 (1996)
• [Publications] Yoshihara, T.: "Prefeeding release of paraventricular neuropeptide Y is mediated by the ascending noradrenergic neurons in rats." American Journal of Physiology. 270. E596-E600 (1996)
• [Publications] Yoshihara, T.: "Effects of restricted daily feeding on neuropeptide Y release in the rat paraventricular nucleus." American Journal of Physiology. 270. E589-595 (1996)
• [Publications] Hashimoto, S.: "Melatonin rhythm is nat shifted by lights which suppress nectural melationin in humans under entrainment." American Journal of Physiology. 270. R1073-R1077 (1996)
• [Publications] Abe. H.: "Substance P receptor regulates the photic induction of Fos-like prontein in the suprachiasmatic nucleus of Syrian hamsters." Brain Research. 708. 135-142 (1996)
• [Publications] Yoshihara, T.: "Methamphetamine stimulates the release of neuropeptide Y and noradrenaline from the paraventricular nucleus in rats." Brain Research. 707. 119-121 (1996)