口腔生理機能の日内変動を制御するサーカディアンリズム機構の統合的解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K16934
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 織田 善晃 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 客員研究員 (20735542)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 視交叉上核 / 概日リズム / 三叉神経核 / 口腔生理 / 環境生理

Outline of Annual Research Achievements

哺乳類におけるサーカディアンリズムは脳視交叉上核が中枢であり、ここから全身にリズム情報が発振されている。これまでに視交叉上核神経細胞が階層的に異なる位相を示す位相波を形成することを報告している。本研究では、視交叉上核から発信されるサーカディアンリズム情報が、末梢脳部位や全身にどのように出力されているかを解明するために、マウスを用いて視交叉上核-末梢間の機能的コネクトームの探索を行った。
【機能的神経投射の解析】視交叉上核を起点とする神経伝達の阻害を行った。視交叉上核を標的とするアデノ随伴ウイルス(AAV)による遺伝子導入により行い、破傷風菌毒素であるテタヌストキシンを発現させた。テタヌストキシンの発現はドキシサイクリンより誘導されるTet-on システムを用いた。最初期遺伝子（immediate early gene;IEG）c-fos発現依存的に、視交叉上核内の少数細胞へテタヌストキシンを発現させた。テタヌストキシンと同時にGFPを発現させる蛍光シグナルを確認することにより、実際にテタヌストキシンにより機能阻害を受けた神経細胞を特定した。
【時計中枢～末梢～個体のサーカディアンリズム解析】視交叉上核における時計遺伝子Per2レポーターイメージングを行い、サーカディアンリズム位相の観察をおこなった。最初期遺伝子（immediate early gene;IEG）c-fos発現依存的に、視交叉上核内組織培養切片にテタヌストキシンを発現させ、摘出組織切片サンプルを用いて長期的な発光計測を行った。輪回し行動リズムの測定により、テタヌストキシンによる神経操作を行い、雌性マウスにおける個体レベルの性周期とサーカディアンリズム相互出力連関を解析した。