2019 Fiscal Year Research-status Report
オーファンG蛋白質共役受容体を介した生体リズム中枢の光環境適応メカニズムの解明
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17K15572
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村井 伊織 京都大学, 薬学研究科, 特定研究員 (40792370)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 概日リズム / 光環境 / GPCR / VIPR2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生物には概日時計と呼ばれる体内時計機能を持ち、多くの生命現象が影響を受けているが、自由周期のリズムは24時間からわずかにずれている。周囲の環境シグナルによって概日時計のずれは毎日是正されるが、すべての生物の概日時計に共通するもっとも重要なシグナルは光である。現代社会では、夜間に大量の人工的な光を浴びることで体内時計が乱れ、不眠症や精神疾患、高血圧症などの疾病の発症につながることが指摘されている。しかし、体内時計の中枢である視交叉上核をはじめとする脳内において、光情報がどのように統合され、外部環境に適応するのかはまだごく一部しか分かっていない。そこで本研究では、視交叉上核に発現し、機能未定のオーファンG蛋白質共役受容体を介した光情報統合機構を調査し、脳内における光環境適応プロセスを明らかにする。これまでに、哺乳類においてオーファンG 蛋白質共役受容体GPR176と共に視交叉上核の時計細胞に発現し、概日リズム発振の中核的な役割を果たすG蛋白質共役受容体Vipr2の脳内マッピングを行ったが、放射性同位体を用いた実験では解像度が低く、細胞レベルでの局在を明らかにするのは困難であった。そこで令和元年度は、DIG標識プローブを用いて、野生型マウス脳内におけるVipr2 mRNAの分布を明らかにした。その結果、視交叉上核や視床の多数の神経核とともに、傍分界条床核、外転神経核、動眼神経核、滑車神経核、顔面神経核、舌下神経核などにも発現が認められた。この成果は、概日時計の光環境への適応メカニズムにおけるVipr2の未知の役割を解明する手掛かりになると期待される。
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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
これまでに、概日リズム中枢である視交叉上核の時計細胞に発現し、概日リズム発振の中核的な役割を果たすVipr2受容体の視床における分布を明らかにし、眼球摘出によって外側膝状体におけるVipr2発現量が減少することをRI in situ hybridization法によって明らかにしてきた。それに加えて、Vipr2受容体の発現領域をさらに詳細に解析する必要があると判断したため、より解像度が高いDIG in situ hybridization法を用いてVipr2発現細胞の同定を行った。また、時計蛋白質PER2のノンコーディング領域の変異によって、時差環境への迅速な再同調がみられることを見出し、PER2が光環境による体内時計制御機構の接点となる可能性を示した(Doi et al., Nature communiation 2018)。
本研究課題は当初は今年度で終了する予定であったが、今年度に追加で実施し得られた成果は、生体の光環境への適応メカニズムを理解する上で極めて重要な知見であることから、研究はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
眼球摘出によって外側膝状体におけるVipr2 mRNAのシグナルをDIG in situ hybridization法により検出し、発現量変化の検出を試みる。また、これまでに行ったVipr2の視床における発現と網膜入力の影響に関する研究について得られた知見を取りまとめ、論文の執筆・投稿を行う。
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| Causes of Carryover |
本研究を発表するための学会発表の参加費・旅費、および論文の校正・投稿料に充てるための予算を確保したが、Vipr2 mRNAの脳内での発現分布を検索するための追加実験を行ったため、助成期間を延長した。次年度の使用額については、追加実験と論文作成・投稿料に充てる予定である。
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Research Products
(1 results)
