2021 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of exercise effect on the central circadian pacemaker
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19H03993
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山仲 勇二郎 北海道大学, 教育学研究院, 准教授 (20528343)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生物時計 / 時計遺伝子 / 視交叉上核 / 末梢時計 / 行動リズム / マウス / 運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では雄性のC57BL/6-Tg(Period1-luc)マウスを用いて、マウスの自発活動リズムが①LD12:12明暗サイクルに同調、②恒常暗下でフリーラン、③恒常暗下で1日3時間の回転輪のついた新しいケージに移す新奇環境暴露スケジュールに同調、の3条件下で視交叉上核、弓状核、肝臓、骨格筋を採取し、生物発光測定装置を用いてPer1-lucリズムを測定した。各組織における培養翌日のPer1-lucリズムのピーク位相をリズム指標として、行動リズムの活動開始・終了位相および中枢・末梢時計間の位相関係を解析した。その結果、明暗サイクル同調時と新奇環境暴露スケジュール同調時におけるSCNのPer1-lucリズムのピーク位相はいずれも主観的明期(マウスの休息期)にみられた。肝臓および骨格筋のピーク位相は、主観的暗期(マウスの活動期)にみられた。行動リズム位相とSCN、肝臓、骨格筋のPer1-lucリズムの位相関係は明暗サイクル下と新規環境暴露スケジュール同調時で有意な差は認められなかった。一方、弓状核のPer1-lucリズム、明暗サイクル下および恒常暗でのフリーラン条件下では主観的暗期にピーク位相がみられたが、新奇環境暴露同調時に明暗サイクルおよび恒常暗条件に比べ、有意に位相前進し主観的明期にピーク位相がみられた。本研究により、恒常暗下での習慣的な運動スケジュールがマウスSCNの同調因子として作用し、明暗サイクル同調時におけるSCNと行動リズム、肝臓、骨格筋の末梢時計間の位相関係を維持した状態で同調することを明らかにした。
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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
本研究の目的の1つであった、恒常暗条件下で習慣的な運動が中枢時計である視交叉上核のリズムを同調させることを明らかにすることに成功した。さらに、高感度CCDカメラと実体顕微鏡を組み合わせた高感度発光イメージングシステムをセットアップし、一細胞レベルでの発光イメージング測定系を確立し、本システムを用いて、SCN内の時計遺伝子発現リズムを一細胞レベルでの測定にも成功していることから、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
高感度CCDカメラを用いて測定した一細胞レベルでの時計遺伝子発現リズムデータを用いて、明暗サイクル同調時、フリーラン時、恒常暗下で習慣的な運動に同調した際のSCN内時計遺伝子発現リズムを領域別に解析していく予定である。さらに、恒常暗下での運動による行動リズムの非光同調には性差がみられることを示唆するデータを得ている。今後は、運動による生物時計の調節機構の性差に関する研究も進めていく予定である。
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Research Products
(6 results)
