2019 Fiscal Year Annual Research Report
栄養と運動による代謝と行動の日周リズム形成における階層的制御機構
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16H03257
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
瀧口 正樹 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (40179578)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
守屋 彰悟 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任講師 (00793837)
菅波 晃子 千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (10527922)
岩瀬 克郎 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (80322030)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生物時計 / 時間生物学 / 概日リズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．視交叉上核の概日リズム発振の統合制御におけるScg2の役割：Scg2由来の神経ペプチドに結合するタンパク質の機能解析―概日リズムの中枢である視交叉上核において高レベルに発現するセクレトグラニンII遺伝子Scg2のノックアウト（KO）マウスは恒明条件下で概日行動リズム周期遅延が顕著に亢進する。Scg2遺伝子の機能は，セクレトニューリンSN等のScg2由来神経ペプチドによって媒介される可能性が高い。前年度までに，SNに結合するタンパク質として，シャペロンと思われるunnamed protein product（PPX）が同定された。同タンパク質遺伝子のKOマウスのホモ接合体が胎生致死であることから，ヘテロ接合体の概日行動リズムを解析中であるが，概日行動リズム周期長に著変は認めていない。今後，概日リズムの他の特性についても精査を行うとともに，Scg2 KOとの二重ヘテロマウスについても検討を行う予定である。
２．肝臓における糖新生系と尿素回路酵素遺伝子の日周発現リズムの食餌栄養素による制御：血液尿素窒素および血漿タンパク質の日周リズムの検討―C57BL/6雄マウスを通常食自由摂食下にて2週間飼育後，餌を各種栄養素組成食に変え，さらに1週間飼育後（絶食の場合は2昼夜），4時間毎に下大静脈より採血し血漿を分離した。尿素窒素は，通常食，絶食，無タンパク質食，高タンパク質（カゼインあるいは大豆タンパク質）食において日周リズムを示し，ピークは，無タンパク質食を除き，いずれも摂食期（絶食の場合は主観的摂食期）に見られた。総タンパク質は，高カゼイン食において日周リズムを示し，摂食期にピークが見られた。アルブミンは，高脂肪食と高カゼイン食において日周リズムを示し，それぞれ，絶食期と接触期にピークが見られた。以上，尿素回路酵素遺伝子の日周発現リズムの意義考察に資する生理現象の例証を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１．視交叉上核の概日リズム発振の統合制御におけるScg2の役割：Scg2由来の神経ペプチドに結合するタンパク質の機能解析―Scg2遺伝子由来のセクレトニューリンSNに結合するタンパク質PPXの遺伝子KOマウスを入手し，ヘテロ接合体の概日行動リズムを解析した。また，Scg2 KOとの二重ヘテロマウスの解析に向け，交配が進んでいる。
２．肝臓における糖新生系と尿素回路酵素遺伝子の日周発現リズムの食餌栄養素による制御：血液尿素窒素および血漿タンパク質の日周リズムの検討―尿素回路酵素遺伝発現に見られる日周リズムの生理学的重要性の根拠となる血漿中の尿素窒素の日周リズムを検出し，その各種栄養条件における変動を明らかにした。さらに，総タンパク質，アルブミンの日周リズムも検出し，各種栄養条件に対する生理的応答の例証を得た。
以上より，本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．視交叉上核の概日リズム発振の統合制御におけるScg2の役割：Scg2由来の神経ペプチドに結合するタンパク質の機能解析―PPX遺伝子KOマウスについて，同マウスのホモ接合体が胎生致死であることから，ヘテロ接合体の概日行動リズム各種パラメーターについての詳細な解析を行う。また，Scg2 KOとの二重ヘテロマウスについて，各遺伝子KOヘテロマウスを対照として検討を行う。
２．肝臓における糖新生系と尿素回路酵素遺伝子の日周発現リズムの食餌栄養素による制御―報告者らは以前，尿素回路酵素遺伝子の同調発現，およびグルカゴン，グルココルチコイド等のホルモンによる活性化に，転写調節因子C/EBPファミリーが決定的に重要であることを明らかにした。今後，同ファミリメンバーmRNAレベルの日周リズムに対する食餌栄養素の効果を調べる。また，時計遺伝子Per1，Bmal1についても同様の解析を行い，栄養素応答特性について比較検討する。
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