2020 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of exercise effect on the central circadian pacemaker
| Project/Area Number |
19H03993
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
山仲 勇二郎 北海道大学, 教育学研究院, 准教授 (20528343)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 生物時計 / マウス / 視交叉上核 / 時計遺伝子 / 行動リズム / 輪回し運動 / 概日リズム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、過去に研究代表者が報告した恒常暗下での習慣的な輪回し運動に行動リズムが同調し、さらに同調に先行して輪回し運動の2-3時間前から行動量が増加する予知行動が形成されるという生物時計の非光同調現象について、その脳内機構および分子メカニズムを明らかにすることを目的として以下の実験を行った。時計遺伝子Period1を生物発光によりモニター可能なPer1-lucマウスを用いて、①24時間周期の明暗サイクルに行動リズムが同調した状態、②恒常暗環境下で行動リズムが固有の内因性周期でフリーランしている状態、③恒常環境下で輪回し運動により行動リズムが同調（非光同調）した状態で行動リズムと生物時計中枢である視床下部視交叉上核(SCN)、そして、肝臓、筋肉といった末梢組織の時計遺伝子発現リズムを測定し、光同調と非光同調時での行動リズムと中枢末梢時計間の時間関係を比較した。また、研究代表者が過去に発表した輪回し運動に対する予知行動(Anticipatory activity)が行動リズム、中枢時計、末梢時計のリズム同調との関連性についても検討した。その結果、光同調時と非光同調時では行動リズムとSCNのPeriod1発現リズムの位相関係は一致していたが、骨格筋の位相は輪回し運動の時刻に同調することを明らかにした。また、高感度EM-CCDカメラを使用してSCNのPer1-lucリズムを一細胞レベルで計測し、輪回し運動がSCN内での細胞間カップリングに与える影響を検討するための実験データを得る事ができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の研究の目的である行動リズムの輪回し運動に対する非光同調時の中枢時計と末梢時計の時間関係および中枢時計であるSCN内の一細胞レベルで明らかにするためのデータが得られている事、現在論文投稿の準備中であり、当初の計画以上の進展があるといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
習慣的な輪回し運動が生物時計中枢であるSCN内の時計遺伝子発現リズムを解析したが、今後は、SCNからのリズム出力に関わる因子を明らかにするための研究を進めていく。また、輪回し運動に対する予知行動の発振中枢が、SCNあるいはSCN外の脳部位に存在するかを明らかにするため、SCNを電気的に破壊したマウスを用いた研究を進めていく。
|
