蛍光イメージングを利用した小児の歯髄炎の概日リズム判定

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K10394
• Research Institution: Health Sciences University of Hokkaido
• Principal Investigator: 西出 真也 北海道医療大学, リハビリテーション科学部, 講師 (40451398)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 概日リズム / 蛍光イメージング / 口腔保健

Outline of Annual Research Achievements

歯髄の炎症反応にみられる概日リズムの測定を将来的な目的として、本研究では哺乳類培養細胞株を用いて炎症マーカーMAPK活性をFRETで測定した。FRETとは2種の蛍光タンパク質が近接した際に起こる分子間のエネルギー移動現象であり、MAPKが活性されるとFRETが起こるように設計されたバイオセンサーを本研究において作成した。MAPKは炎症などの刺激によりリン酸化され活性化し、活性化したMAPKは細胞内の別の分子に作用することにより炎症などの刺激を伝達する。本研究ではMAPK分子群のうちERKおよびJNKを選びバイオセンサーを作成し、培養細胞に遺伝子導入した。細胞に様々な時間帯において炎症惹起物質を投与したところ、MAPKの反応は時刻依存的に変化することが示された。この時刻依存性は時計遺伝子を欠失した概日リズムを示さない細胞にはみられなかったことから、実験環境等による炎症惹起物質の作用の違いではなく、細胞自体に備わる概日リズムによるものであることが示された。次にバイオセンサーを動物に導入し、動物の概日リズムと炎症反応の関連を解析する系を立ち上げることを目的として、まずマウスの概日リズムを赤外線センサーおよび回転輪活動によって24時間行動測定するシステムを構築した。マウスをケージごとに個別に照明条件を変えられる箱に入れ、タイマー制御で照明のオン・オフをすることができる。上記の箱の中で、ADInstruments社のPowerLabをActimetrics社のClockLabソフトウェアを用いて制御することによりマウスの行動を連続測定し概日リズム特性を解析した。同時にマウスの様々な組織の概日リズム関連遺伝子、炎症関連遺伝子のを定量的RT-PCRにて解析した。