Elucidation of Circadian Clock Regulation Mechanisms for Resolution of Circadian Rhythm Sleep Disorders

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K07282
• 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: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Minami Yoichi 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任准教授 (40415310)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 重吉 康史 近畿大学, 医学部, 教授 (20275192) ; 久保 厚子 近畿大学, 医学部, 助教 (70647792)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 概日リズム / 体内時計 / VIP / 遺伝子改変ラット

Outline of Final Research Achievements

This research project aimed to cancelation of circadian rhythm sleep disorders by regulating the circadian clock, and used rats with a circadian rhythm length similar to that of humans. In this study, (1) we evaluated entrainment ability to new light conditions using model animals (BMAL1-DN TG rats) having a dominant negative mutant of the clock gene BMAL1 as a transgene. In addition, (2) genetically engineered rats with a more severely impaired biological clock (Vipr2-deficient rats) were generated and their phenotype was analyzed. We showed that (1) the ability to entrain to a novel light environment can be enhanced by attenuating the robustness of the internal circadian clock, and (2) we succeeded in establishing a useful model animal for future circadian/sleep research.

Free Research Field

時間生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は概日リズムを弱めることで睡眠障害の１つである時差ぼけ（Jetlag）を解消する、すなわち新規環境への適応を早めることができることを動物実験で示した研究である。また、これまで有用性があるにも関わらず、体内時計障害モデルの開発が進んでいなかった動物種であるラットで、新規に概日リズムを大きく障害するモデルを開発することに成功したものである。前者は一時的に体内時計の機能を弱めることが却って体内時計調節に有用である可能性を示すものであり新規の視点を与える発見であった。後者は今後、学界の発展に大きく寄与すると期待できる成果であった。