In vivo analysis of suprachiasmatic nucleus AVP neurons using multiple type sensors

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K07259
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: TSUNO Yusuke 金沢大学, 医学系, 助教 (70827154)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 概日リズム / 視交叉上核 / ファイバーフォトメトリー / カルシウム / in vivo

Outline of Final Research Achievements

In this study, we established a cell type-specific in vivo fiber photometry method in the suprachiasmatic nucleus and showed that the correlation between animal behavior and AVP-positive neuron calcium rhythm is disrupted in AVP-Vgat knock-out mice, which cannot release GABA specifically in AVP-positive neurons. Next, we established VIP-tTA knock-in mice and crossed them with AVP-positive cell-specific clock protein phosphatase CK1δ knock-out mice and found that circadian rhythm periods extend in all AVP-positive neurons, VIP-positive neurons, and animal locomotor activity. Finally, a two-color fiber photometry method was established to simultaneously measure calcium rhythms of different cell types in the same individual, and preliminary data were obtained.

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は、視交叉上核内において従来機能が不明であったAVP陽性神経細胞が、視交叉上核全体の概日リズム周期を決定し、動物行動リズムを制御していることを示唆する。本研究により、視交叉上核による概日リズム制御メカニズムの一部が明らかになった点が意義深い。本研究成果は、時差ぼけや睡眠相後退症候群、季節性うつ病、タイムシフト労働などの概日リズム障害の予防や治療に貢献し、健康寿命の延伸にも資する。研究によって得られた知識と技術は、医療、健康管理、生産性向上など様々な領域での応用に貢献することが期待される。