1999 Fiscal Year Annual Research Report
視交叉上核神経細胞におけるサーカディアンリズムの発現とPAS関連時計遺伝子
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11233201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
本間 研一 北海道大学, 医学部, 教授 (40113625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白川 哲夫 北海道大学, 歯学部・附属病院, 講師 (00187527)
安倍 博 北海道大学, 医学部, 講師 (80201896)
本間 さと 北海道大学, 医学部, 助教授 (20142713)
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| Keywords | 視交叉上核 / 時計遺伝子 / 生物時計 / ニューロン / 行動リズム / 遺伝子変異動物 / 組織培養 / リズム同調 |
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| Research Abstract |
1.視交叉上核サーカディアンリズムの発現とPAS関連時計遺伝子の役割
新生児ラットから得た視交叉上核の分散培養および組織培養系を用いて、AVP,VIP,興奮性アミノ酸のサーカディアンリズム測定し、ニューロン間相互同調はVIPニューロンよりAVPユーロンでよりの強いこと、また興奮性アミノ酸分泌リズムはCaイオンに依存しないことを明らかにした。また、個々のニューロンレベルにおける発射活動リズムには視交叉上核内で部位特異性のあることが判明した。
2.PAS関連時計遺伝子産物の代謝回転とフィードバック機構
ラット網膜のPAS関連時計遺伝子発現リズム(rPer1,2,rBMAL1,rClock)をin situ hybridization法を用いて測定し、視交叉上核における時計遺伝子発現リズムと比較した結果、視交叉上核で振動していたBMAL1遺伝子発現は振動しておらず、視交叉上核で振動していなかったClock遺伝子発現が振動していた。網膜振動体ではリズム発振に関与するフィードバック機構における時計遺伝子の役割が異なることを示唆する。
3.サーカディアンリズムの同調に於けるPAS関連時計遺伝子産物の役割
視交叉上核サーかディアンリズムと行動リズムが乖離するメタンフェミン慢性投与ラットにおいて、PAS関連時計遺伝子の発現リズムを視交叉上核とその他の脳部位で比較検討した。その結果、メタンフェミン投与により行動リズムが脱同調した時点でのリズムは、視交叉上核においては対照群と変わらず明暗サイクルに同調していたが、一部のドパミン系脳部位ではリズムが脱同調していた。これは、リズム同調機構が視交叉上核と行動リズムでは異なることを示唆する。また、光によるrPer遺伝子発現の程度と行動リズムの位相反応に乖離のあることが判明した。
4.PAS関連時計遺伝子のノックアウト動物の視交叉上核リズム解析
PAS関連時計遺伝子の1つであるmBMAL1遺伝子のゲノム解析を行い、3種類のスプライシング変異体があることが判明した。
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[Publications] H.Abe: "Phase-dependent induction by light of rat Clock transcription in the suprachiasmatic nucleus"Mol. Brain Res.. 66. 104-110 (1999)
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[Publications] S.Honma and K.Honma: "Light-induced uncoupling of multi-oscillatory cricadain system in a diurnal rodent, chipmunk, Eutamias Asiaticus"Am. J. Physiol.. 276. R1390-R1396 (1999)
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[Publications] M.Namihira: "Daily variation and light responsiveness of mammalian clock gene Clock, and its pertnar gene BMAL1, transcripts in the pineal body and different areas of brain in rats"Neurosci. Lett.. 267. 69-72 (1999)
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[Publications] H.Abe: "Functional diversities of two activity components of circadian rhythm in genetical splitting mice(CS strain)"J Comp Physiol A.. 184. 243-251 (1999)
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[Publications] M.Namihara: "Circadian rhythms and light responsiveness of mammalian clock genes Clock and BMAL1, transcripts in the rat retina"Neurosci. Lett.. 271. 1-4 (1999)
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[Publications] Y.Urata: "Melatonin induces γ-glutamiylcysteine synthetase mediated by activator protein-1 in human vascular endothelial cells"Free Radical Biology & Medicine. 27. 838-847 (1999)
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[Publications] W.Yu: "Characterization of three splice variants and genomic organization of the mouse BMAL1 gene"Biochem. Biophys. Res. Comm.. 260. 760-767 (1999)
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[Publications] K.Shinohara: "Circadian release of excitatory animo acids in the suprachiasematic nucleus culture is Ca2+independent"Neuroscience Research. 36. 245-250 (2000)
