体内時計階層構造システムから見た生体恒常性維持機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11170248
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 柴田 重信 早稲田大学, 人間科学部, 教授 (10162629)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋山 正志 早稲田大学, 人間科学部, 助手 (30298179)
• Keywords: サーカディアンリズム / 小脳 / 時計遺伝子 / 培養細胞 / PACAP / VIP / 協調運動 / 視交叉上核

Research Abstract

本年度は視交叉上核-小脳系の研究を行い、小脳のローカル時計が視交叉上核からの情報をどのように受け取り、小脳機能がリズム変動を示しているかを明らかにした。
実験1、視交叉上核以外の脳部位でローカル時計として働いているmPer1やmPer2遺伝子発現周期ががその部位の脳機能にかかわっていることを明らかにする。小脳機能に関係しているマウスの協調運動がベンゾジアゼピン投与で障害される用量と時間経過でmPer1やmPer2遺伝子発現が抑制されることを見出せた。
実験2、マウスの小脳のmPer1やmPer2遺伝子発現は視交叉上核とは異なり、夜間活動期に高いことが考えられるが、視交叉上核の発現ピークとなぜ位相が12時間もずれているのかを明らかにする。まず、視交叉上核からの出力神経伝達物質と考えられているVIP,PACAP,やバゾプレシン脳内に注入し、あるいは小脳培養細胞に直接投与したが、VIPやバゾプレシンは小脳のmPer1やmPer2遺伝子発現にほとんど影響を及ぼさなかった。一方、PACAPはこれらの遺伝子発現を著明に増大させたので、小脳のmPer1やmPer2遺伝子のノクターナル発現を説明できる可能性が示唆される。
実験3、マウスの小脳では顆粒細胞層にmPer1やmPer2遺伝子の発現が豊富であることが分かっているので、小脳の初代培養系を作成し、培養条件下でもmPer1やmPer2遺伝子発現にサーカディアンリズムが見られるか否かについて調べた。残念ながらインビトロでは発現リズムが見られなかった。そこで、PACAPのリズミックな投与がmPer1やmPer2遺伝子発現リズムを形成する可能性について調べる必要がある。

Research Products

• [Publications] Wan K: "Involvement of ryanodine reseptor type 3 in dopomire uleose from the striatum : evidence from mutant mice lacking this receptor"Biochem. Biophys. Res. commun.. 266. 588-592 (1999)
• [Publications] Kouzu Y.: "Mutant mice lacking ryanodine receptor type 3 exhibit defiut of contextual from conchitioning and activation of CaMKII in the hippocompus"Mol. Broun Res.. (in press). (2000)
• [Publications] Moriya T.: "The essential rate of GRAP-expressing astiuytes in the mouse uscadian asullation under unstant lighting condition"J. Neuosu. res.. (in press). (2000)
• [Publications] 柴田重信: "創薬の視点に立った生体リズム"月刊薬事. 41. 214-217 (1999)
• [Publications] 堀川和政: "体内時計とセロトニン"Moleculor Mediune. 36. 1143-1149 (1999)
• [Publications] 柴田重信: "体内時計とくすり"脳21. 3. 101-107 (2000)