Understanding the roles of vasopressin neurons in the neural network of the central circadian clock

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03399
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Mieda Michihiro 金沢大学, 医学系, 教授 (20296552)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: サーカディアンリズム / 体内時計 / 神経ネットワーク / 視床下部 / 遺伝子操作マウス / 光遺伝学

Outline of Final Research Achievements

We have previously shown that vasopressin (AVP)-producing neurons are crucial for the central clock function of the suprachiasmatic nucleus (SCN). In this study, we further analyzed the function of AVP neurons. The results showed that (1) GABA released from SCN AVP neurons limits the neural activity of the SCN to the appropriate time frame on the SCN molecular clock so that mouse behavior occurs at the appropriate time, (2) AVP neurons regulate the period of rhythms of VIP and other SCN neurons to function as the primary pacemaker cells of the SCN neural network, and (3) AVP neurons in the hypothalamic paraventricular nucleus prominently promote wakefulness.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現代社会では時差や夜間勤務、生活習慣の乱れにより、概日（サーカディアン）リズムの変調は誰にでも起こりうる問題である。睡眠障害のみならず、気分障害、肥満・メタボリックシンドローム、がん等、様々な疾患・健康障害のリスクを増大する。したがって、概日リズム発振のメカニズムを理解し、概日リズム変調の効果的な予防方法・対処方法を見つけることは、大変重要である。本研究によりSCNが発振する概日リズムの振幅、周期、位相を決定する神経ネットワークレベルでのメカニズムが明らかになれば、特定のニューロンを操作することで中枢時計を自在に制御する技術にも繋がる。