• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2016 Fiscal Year Research-status Report

プロエイジング因子β2ミクログロブリンを介した体内時計機能の加齢変化の解明研究

Research Project

Project/Area Number 16K08518
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

守屋 孝洋  東北大学, 薬学研究科, 准教授 (80298207)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 正樹  東北工業大学, 工学部, 教授 (90332981)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords加齢 / 体内時計 / 視交叉上核
Outline of Annual Research Achievements

加齢は体内時計の働きに影響を与え、睡眠の断片化やリズム振幅の低下、リズム周期の変化等をもたらすことが知られているが、その機序は完全には明らかになっていない。一方、β2ミクログロブリンは主要組織適合遺伝子複合体MHC Iの構成因子であるが、認知機能等の脳機能に対してプロエイジング因子として働いていることが明らかになった。そこで本研究では、β2ミクログロブリンが視床下部・視交叉上核に存在する中枢時計の機能を変化させ、体内時計の働きにおける加齢変化に寄与している可能性について遺伝子欠損マウス等を用いて検討し、その作用機序を明らかにすることを目的とした。
平成28年度の研究では、1)β2ミクログロブリン投与が若齢マウス視交叉上核の時計遺伝子発現リズムおよび若齢マウス輪回し行動リズムに与える影響の解析と、2)β2ミクログロブリンの発現レベルに対する加齢および時計遺伝子変異の影響の解析を行った。その結果、β2ミクログロブリン添加(3-10 μg/mL)は濃度依存的に若齢(3ヵ月齢)PER2::LUCノックインマウスより培養した視交叉上核スライスの発光リズム周期を長くすることが明らかになった。一方、高感度CCDカメラを用いた発光イメージング解析では、β2ミクログロブリン添加(3-10 μg/mL)は濃度依存的に細胞間の発光リズム位相の同期を低下させることが観察された。したがって、β2ミクログロブリンは視交叉上核の細胞時計間の同期性を低下させることによってリズム周期に影響をもたらしている可能性が示唆された。一方、視交叉上核の内因性β2ミクログロブリンのタンパク質レベルは加齢に伴う血中濃度の増加の二次的影響であることが明らかになった。

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)β2ミクログロブリン投与が若齢マウス視交叉上核の時計遺伝子発現リズムおよび若齢マウス輪回し行動リズムに与える影響の解析と、2)β2ミクログロブリンの発現レベルに対する加齢および時計遺伝子変異の影響の解析を行った。
1)の研究では、β2ミクログロブリン添加(3-10 μg/mL)は濃度依存的に若齢(3ヵ月齢)PER2::LUCノックインマウスより培養した視交叉上核スライスの発光リズム周期を長くすることが明らかになった。予備実験では10μg/mLの濃度で検討したが、加齢マウスの血漿中濃度は2-3μg/mLであるため、3μg/mLの濃度でも有意な延長作用が観察されたため、生理学的濃度でも十分な作用を示すことが分かった。一方、高感度CCDカメラを用いた発光イメージング解析では、β2ミクログロブリン添加(3-10 μg/mL)は濃度依存的に細胞間の発光リズム位相の同期を低下させることが観察された。したがって、β2ミクログロブリンは視交叉上核の細胞時計間の同期性を低下させることによってリズム周期に影響をもたらしている可能性が示唆された。また、マウス個体レベルの評価として、β2ミクログロブリンの脳室内持続投与が若齢マウス(C57BL/6J)の輪回し行動リズムにおけるリズム周期や明暗再同調などのリズムパラメーターに対する作用を解析し、加齢マウスとの類似性を検討したが、顕著な影響は見られなかった。
一方、2)の研究では、視交叉上核の内因性β2ミクログロブリンのタンパク質レベルは加齢に伴い増加したのに対し、mRNAレベルでは観察されず、末梢血中でのタンパク質レベルと同等だったため、末梢レベルでの変化が視交叉上核にもたらされていることが示唆された。また、Clock変異マウスではタンパク質レベルの差異は認められなかった。

Strategy for Future Research Activity

β2ミクログロブリンは主要組織適合遺伝子複合体MHC Iの構成因子であり、樹状細胞やマクロファージなどの抗原提示細胞では膜貫通ドメインを有するα鎖と非共有結合で会合している。一方、外来的に投与されたβ2ミクログロブリンは細胞内に取り込まれた後、小胞体内でMHC Iと会合し、細胞膜表面に輸送されることが報告されている。このMHC Iの細胞膜発現がβ2ミクログロブリンの作用に必須であるかどうかを検討するために、MHC I複合体の細胞膜輸送に必須なトランスポーターであるTap1の遺伝子欠損マウス(=MHC I細胞表面欠損マウス)を用いて検討を行う。具体的には、交配によってPER2::LUCノックイン・Tap1欠損マウスを作成し、視交叉上核スライスの生物発光リズムに対するβ2ミクログロブリンの周期延長作用および減衰係数増加作用に対するTap1欠損の効果を検討する。Tap1欠損によりβ2ミクログロブリンの作用が消失することを予想しているが、作用が認められなかった場合は、Tap1のファミリーであるTap2の発現がMHC Iの発現を補償している可能性があり、これを定量PCRによって確認する。
さらに、視交叉上核の時計機能の加齢変化には、アルギニンバソプレシン陽性細胞の密度低下や、前述したNAD+依存性タンパク質脱アセチル化酵素SIRT1の発現低下が報告されているため、β2ミクログロブリン慢性投与後の若齢マウスの視交叉上核をサンプリングし、それぞれ免疫染色およびウェスタンブロッティングによって検討し、β2ミクログロブリンと既知の加齢変化因子との関係を明らかにする。

  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Licochalcones extracted from Glycyrrhiza inflata inhibit platelet aggregation accompanied by inhibition of COX-1 activity2017

    • Author(s)
      Okuda-Tanino A, Sugawara D, Tashiro T, Iwashita M, Obara Y, Moriya T, Tsushima C, Saigusa D, Tomioka Y, Ishii K, Nakahata N
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 12 Pages: e0173628

    • DOI

      10.1371

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Non-24-hour sleep-wake syndrome improved by low-dose valproic acid: a case report2016

    • Author(s)
      Kurita M, Moriya T, Nishino S, Hirata E, Hirasawa N, Okubo Y, Sato T
    • Journal Title

      Neuropsychiatr Dis Treat

      Volume: 12 Pages: 3199-3203

    • DOI

      10.2147

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 多機能性タンパク質ラクトフェリンによる体内時計の光同調促進作用機序の解析2017

    • Author(s)
      小林拓美1、沢内美穂1,2、桑田英文3、井上莉香1,2、對馬千沙都1,2、太田英伸4、程 肇5、平澤典保2、原田悦守6、守屋孝洋1,2
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-25 – 2017-03-27
  • [Presentation] ガストリン放出ペプチド受容体刺激による体内時計のリセット機構の解析2017

    • Author(s)
      對馬 千沙都1,2, 小林 拓美1, 四方田 亮1,2, 佐々木 崇志1, 竹生田 淳1, 茂木 明日香1, 鈴木 登紀子1, 平澤 典保2, 小林 正樹3, 太田 英伸4, 守屋 孝洋1,2
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-25 – 2017-03-27
  • [Presentation] 皮成長因子(EGF)受容体を介した分子時計の位相同調作用機序の解明研究2017

    • Author(s)
      四方田 亮, 茂木 明日香, 平澤 典保, 守屋 孝洋
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-25 – 2017-03-27
  • [Presentation] The potentiating action of lactoferrin on the photic entrainment of the circadian clock in mice2017

    • Author(s)
      T. Moriya, T. Kobayashi, H. Kuwata, C. Tsushima, M. Sawauchi, N. Hirasawa, E. Harada
    • Organizer
      日本薬理学会第90回年会
    • Place of Presentation
      長崎ブリックホール他(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [Presentation] がん治療における時間薬物療法の現状と課題2017

    • Author(s)
      守屋孝洋
    • Organizer
      第11回東北大学病院がんセミナー
    • Place of Presentation
      東北大学病院(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-02-16 – 2017-02-16
    • Invited
  • [Presentation] 恒明光環境下の発育が成長後のマウスにおける光マスキング効果に与える長期的な影響の解析2016

    • Author(s)
      井上莉香、Bastos Gilmara、鈴木登紀子、太田英伸、平澤典保、守屋孝洋
    • Organizer
      第23回日本時間生物学会学術大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学本山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [Presentation] ラクトフェリンによるマウス体内時計の光同調促進作用機序の解析2016

    • Author(s)
      小林拓美、桑田英文、井上莉香、對馬千沙都、沢内美穂、太田英伸、程 肇、小林正樹、平澤典保、原田悦守、守屋孝洋
    • Organizer
      第23回日本時間生物学会学術大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学本山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [Presentation] ガストリン放出ペプチド(GRP)受容体刺激による体内時計の同調機構の解析2016

    • Author(s)
      對馬千沙都、佐々木 崇志、小林拓美、竹生田 淳、茂木明日香、鈴木登紀子、平澤 典保、小林正樹、太田英伸、守屋孝洋
    • Organizer
      第23回日本時間生物学会学術大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学本山キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [Presentation] マウス体内時計の光同調に対する牛由来ラクトフェリンによる促進作用機序の解析2016

    • Author(s)
      守屋孝洋、小林拓美、桑田英文、井上莉香、對馬千沙都、沢内美穂、太田英伸、程 肇、平澤典保、原田悦守
    • Organizer
      日本ラクトフェリン学会第7回学術集会
    • Place of Presentation
      昭和大学旗の台キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2016-10-30 – 2016-10-30
  • [Presentation] 細胞外ATPレベルの概日リズム形成機序とプリン受容体を介した細胞時計シンクロ機構2016

    • Author(s)
      守屋孝洋、佐々木崇志、對馬千沙都、松岡 功、中畑則道
    • Organizer
      Japan Purine Club2016
    • Place of Presentation
      東京慈恵会医科大学(東京都)
    • Year and Date
      2016-10-26 – 2016-10-27
  • [Presentation] ニューロン新生マーカー・BrdUの脳内分布における拡散型ヌクレオシドトランスポ ーター1(ENT1)の役割の解明2016

    • Author(s)
      木村隼也、吉田寛伸、竹生田 淳、Bastos Gilmara、鈴木登紀子、吉川雄朗、根本 亙、中川西 修、丹野孝一、谷内一彦、平澤典保、守屋孝洋
    • Organizer
      第67回日本薬理学会北部会
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-30 – 2016-09-30
  • [Presentation] 体内時計が生みだす薬物作用の概日リズム2016

    • Author(s)
      守屋孝洋
    • Organizer
      第71回医薬品相互作用研究会シンポジウム
    • Place of Presentation
      ホテルハマツ(福島県郡山市)
    • Year and Date
      2016-05-21 – 2016-05-22
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi