2012 Fiscal Year Annual Research Report
ヒトのメラノプシン遺伝子多型と生理機能:機能的潜在性の発現と環境適応能
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24370102
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
樋口 重和 九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (00292376)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北村 真吾 国立精神・神経医療センター, 精神保健研究所, 研究員 (80570291)
肥田 昌子 国立精神・神経医療センター, 精神保健研究所, 室長 (20333354)
辻村 誠一 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (10381154)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 光 / 色光 / 瞳孔 / メラノプシン / 遺伝子 / 一塩基多型 / 概日リズム / 適応 |
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| Research Abstract |
ヒトの網膜にはメラノプシンという光感受性物質を含む神経節細胞(mRGC}があり、生体リズムの光同調や瞳孔の対光反応などの光の非視覚的作用にとって重要な役割を担っている。我々はヒトのメラノプシン遺伝子(OPN4)に着目し、遺伝子多型と光の非視覚的作用の関連について研究を行っている。今までの研究で、メラノプシン遺伝子の非同義置換多型(rs1079610/I394T)と瞳孔の対光反応の間に関連があり、明るい光条件下においてCC+TC型の群は、TT型の群に比べて光に対する瞳孔反応が強いことを明らかにした(Higuchi et al., 2013)。今年度は、光の強度だけではなく光の波長の影響も明らかにすることを目的として実験を行った。健常な大学生男女195名の毛髪からDNAを抽出し、メラノプシン遺伝子の一塩基多型(I394T)のタイピングを行った。瞳孔の測定実験に参加した被験者はTT型(n=34)、TC型(n=33)、CC型(n=8)であった。
光刺激は赤(632nm)、緑(536nm)、青(465nm)の3種類の単波長光(光源はLED)を用いた。光の強度は5条件(12, 13, 14, 14.5, 15log photons/cm^2/s)とした。その結果、遺伝子型の瞳孔径への影響は、強い青色光条件においてのみ認められ、CT+CC型群はTT型群と比べて青色光の15log photons/cm^2/s条件で有意に瞳孔径が小さかった。過去の研究で、メラノプシン神経節細胞の活動は短波長の強い光によって強く引き起こされることがわかっている。本研究でも同様に、強い青色光で遺伝子型の違いが認められた。以上の結果より、メラノプシン遺伝子多型と光の非視覚的な作用の機能的な関係がより強く示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
メラノプシン遺伝子多型と瞳孔の対光反応の関係を確実なものにできたのは大きな進展と言える。一方で、メラトニンの光抑制や生体リズムの光同調への影響についてはまだ予備実験の段階であり、具体的な実験条件などの設定を急ぐ必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
メラノプシン遺伝子多型と瞳孔の対光反応の関係をより詳細に調べていくと同時に、光によるメラトニン抑制や生体リズム同調との関連も明らかにしたい。メラトニンの光抑制や生体リズム同調に関しては瞳孔実験と比べてかなり大がかりな実験が必要なる。一方で、遺伝子型の違いを調べるにはそれなりの被験者数を確保する必要もある〓両者の問題をどのように両立するかが今後解決すべき課題となる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
メラノプシンの遺伝子多型と瞳孔反応の詳細な波長特性を調べるために、様々な周波数の単波長光がだせる光源装置を備品として購入する予定である。
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