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2020 Fiscal Year Research-status Report

雌性生殖機能を中心とした概日時刻情報出力様式の解明

Research Project

Project/Area Number 19K06360
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

中村 孝博  明治大学, 農学部, 専任准教授 (00581985)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords体内時計 / 視交叉上核 / 加齢 / 神経回路 / 性周期 / 時計遺伝子 / 光遺伝学
Outline of Annual Research Achievements

概日リズムは生物が地球上で生存するために獲得・発達させてきた生命の基本機能である。哺乳類における概日時計中枢は脳・視床下部・視交叉上核(suprachiasmatic nucleus, SCN)に存在するが、その時計中枢から出力される時刻情報がどのように各器官系が持つ生理機能に伝えられているか不明な点が多い。本研究者らは加齢変化をモデルとした研究成果により、各生理機能の概日リズムの変調は、SCNからの時刻情報の出力低下やそれに伴う脱同調状態が起因するという仮説に至っている。すなわち、刻一刻と変化しつつ、正確な日内ダイナミクスを制御するSCN機能的出力経路の解明は、広く科学研究に寄与するとともに、健康分野では概日リズムの変調に起因する各種疾患の発生基盤の理解および対策の開発につながり、食糧生産分野では家畜の繁殖・育種の効率化に貢献する。本研究では、概日時計出力様式の解明を主目的とし、マウスを用い古典的なSCN隔離術・自由行動下動物の電気活動リズム記録と光遺伝学的手法などの新しい手法を組み合わせ、この概日時計出力の機能的コネクトームの解明、特に、雌性生殖機能に入力する時刻情報経路の解明に挑んでいる。
これまでに、SCNを隔離した(iSCN)マウスでは、概日活動リズム、脳内神経活動リズムや末梢組織における時計遺伝子発現リズムなどの振幅は低下していたが、概日リズム自体が消失することはなかった。これらのことから、SCNからの神経性出力は概日リズムそのもののを制御していないが、振幅などのリズムの正確性に関わっている可能性が考えられる。また、SCN特異的にAVP神経細胞の機能を停止させると性周期に表出する雌性生殖機能の低下が認められた。iSCNマウスにおいても性周期が乱れることから、SCNのAVP神経細胞の神経出力は雌性生殖機能に重要な役割を果たしていることが示された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当該年度は、実験①「SCN隔離マウスの行動生理機能リズム:マイクロナイフを用いSCN隔離マウスを作成し、その輪回し活動リズム、輪回し活動リズムに表出する性周期、コルチゾールリズム、末梢組織における時計遺伝子PER2レポーターの発光リズム、無拘束下マウスのin vivoマルチユニット神経発火活動リズム記録」、実験②「SCN内AVP・CAL・VIP細胞機能不全マウスの行動生理機能リズム」を実施した。しかし、COVID-19の影響により、実験②の実施がやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

2020年度は、実施が遅れている実験②「SCN内AVP・CAL・VIP細胞機能不全マウスの行動生理機能リズムCre/loxPシステムを用い、SCN内AVP・CAL・VIP細胞特異的にVgatを欠損させるマウスを作成し、行動生理機能リズムを測定する」を実施するとともに実験③「SCN内AVP・VIP細胞OFFによる雌性生殖機能の解明」も並行して行う予定である。

Causes of Carryover

Covid-19による活動制限により、実験実施が遅れているため、次年度使用額が生じた。

  • Research Products

    (19 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (4 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学ロサンゼルス校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      カリフォルニア大学ロサンゼルス校
  • [Int'l Joint Research] ライデン大学(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      ライデン大学
  • [Journal Article] Circadian clock regulates tear secretion in the lacrimal gland2021

    • Author(s)
      Vu Chi Hoang Viet、Kawashima Motoko、Nakamura Wataru、Nakamura Takahiro J.、Tsubota Kazuo
    • Journal Title

      Experimental Eye Research

      Volume: 206 Pages: 108524~108524

    • DOI

      10.1016/j.exer.2021.108524

  • [Journal Article] GABA from vasopressin neurons regulates the time at which suprachiasmatic nucleus molecular clocks enable circadian behavior2021

    • Author(s)
      Maejima Takashi、Tsuno Yusuke、Miyazaki Shota、Tsuneoka Yousuke、Hasegawa Emi、Islam Md Tarikul、Enoki Ryosuke、Nakamura Takahiro J.、Mieda Michihiro
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 118 Pages: e2010168118

    • DOI

      10.1073/pnas.2010168118

  • [Journal Article] Electrophysiological Approaches to Studying the Suprachiasmatic Nucleus2021

    • Author(s)
      Michel Stephan、Nakamura Takahiro J.、Meijer Johanna H.、Colwell Christopher S.
    • Journal Title

      Methods Mol Biol .

      Volume: 2130 Pages: 303~324

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0381-9_23

  • [Journal Article] Modeling circadian regulation of ovulation timing: age-related disruption of estrous cyclicity2020

    • Author(s)
      Ohara Takayuki、Nakamura Takahiro J.、Nakamura Wataru、Tokuda Isao T.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 16767

    • DOI

      10.1038/s41598-020-73669-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reciprocal Expression Patterns of Placental Leucine Aminopeptidase/Insulin-Regulated Aminopeptidase and Vasopressin in the Murine Brain2020

    • Author(s)
      Goto Yoshikuni、Nakamura Takahiro J.、Ogawa Kenji、Hattori Akira、Tsujimoto Masafumi
    • Journal Title

      Frontiers in Molecular Biosciences

      Volume: 7 Pages: 168

    • DOI

      10.3389/fmolb.2020.00168

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A high-salt/high fat diet alters circadian locomotor activity and glucocorticoid synthesis in mice2020

    • Author(s)
      Yokoyama Yoko、Nakamura Takahiro J.、Yoshimoto Karen、Ijyuin Honoka、Tachikawa Naoyuki、Oda Haruka、Shiraishi Rena、Shinohara Kaori、Kumadaki Kayo、Honda Shiori、Nakamura Anna、Kitamura Naho、Tsubota Kazuo、Watanabe Mitsuhiro
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 15 Pages: e0233386

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0233386

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Secretin receptor-deficient mice exhibit altered circadian rhythm in wheel-running activity2020

    • Author(s)
      Sugiyama Mizuki、Nishijima Ichiko、Miyazaki Shota、Nakamura Takahiro J.
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 722 Pages: 134814~134814

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2020.134814

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 視交叉上核隔離が概日リズムに与える影響2020

    • Author(s)
      宮﨑翔太、前嶋大智、水田習斗、中村孝博
    • Organizer
      第15回環境生理学プレコングレス
  • [Presentation] 雌性生殖におけるAVPニューロンのGABAの役割2020

    • Author(s)
      陳佳旭、杉山瑞樹、三枝理博、中村孝博
    • Organizer
      第27回日本時間生物学会学術大会
  • [Presentation] セクレチン受容体欠損マウスにおける給餌予知活動2020

    • Author(s)
      杉山瑞樹、西島維知子、中村渉、中村孝博
    • Organizer
      第27回日本時間生物学会学術大会
  • [Presentation] Effects of the isolation of suprachiasmatic nucleus on circadian rhythmicity2020

    • Author(s)
      Shota Miyazaki, Daichi Maejima, Shuto Mizuta, Wataru Nakamura, Takahiro J. Nakamura
    • Organizer
      SRBR 2020 Society for Research on Biological Rhythms
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles of GABA in suprachiasmatic AVP Neurons on Female Reproductive Function2020

    • Author(s)
      Jiaxu Chen, Mizuki Sugiyama, Michihiro Mieda, Takahiro J. Nakamura
    • Organizer
      SRBR 2020 Society for Research on Biological Rhythms
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Circadian Rhythms of Triglyceride Accumulation in Adipocytes2020

    • Author(s)
      Rena Shiraishi, Satomi Morita, Yoshikuni Goto, Hikari Yoshitane, Yoshimasa Asano, Yoshitaka Fukada, Yasushi Mizoguchi, Takahiro J. Nakamura
    • Organizer
      SRBR 2020 Society for Research on Biological Rhythms
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 明治大学農学部動物生理学研究室

    • URL

      http://www.isc.meiji.ac.jp/~chrono/index.html

  • [Remarks] 明治大学農学部生命科学科

    • URL

      https://meiji-lifesci.jp/master/nakamura/

  • [Remarks] 教員データベース

    • URL

      https://gyoseki1.mind.meiji.ac.jp/mjuhp/KgApp?kyoinId=ymddgogiggy

  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/tjnakamura

URL: 

Published: 2021-12-27  

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