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2012 Fiscal Year Research-status Report

情動の季節リズムを制御する光時空間的生体機構

Research Project

Project/Area Number 24780286
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

安尾 しのぶ  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (30574719)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords情動 / 代謝 / 光周性 / 神経伝達物質
Research Abstract

動物の情動や代謝機能は日長の影響を受ける。我々はこれまで、短日条件でうつ様行動が増加するとともに脳内セロトニン含量が減少するマウス系統を見出している。本研究ではこのマウスモデルを用いて、日長による情動・代謝機能の制御メカニズムを解析した。
日長とセロトニン合成系の関連を調べるため、セロトニンの前駆アミノ酸であるL-トリプトファン含量を縫線核で測定したところ、短日条件では長日条件に比べて低下していた。さらに、L-トリプトファンの脳内移行率を決定する血漿L-トリプトファンと大分子中性アミノ酸比も短日条件で低下していた。血漿アミノ酸バランスは筋肉や脂肪代謝と関連することから、日長が末梢組織の代謝変化を介して脳内セロトニン合成を制御する可能性が考えられる。
日長がセロトニン神経系に及ぼす影響を分子レベルで解析するため、セロトニンの合成酵素TPH2や再取り込みトランスポーターSERT、またセロトニン受容体5HT1Aなどの遺伝子発現を縫線核において解析した。TPH2およびSERTの発現には日内変動が見られ、日長により変動パターンに変化が見られたが、日長の主効果は認められなかった。従って、日長によるセロトニン含量の変化にはL-トリプトファンの脳内移行率や、セロトニン制御因子の転写後調節が主に関わると示唆される。
日長によるセロトニン神経系制御の時空間的カスケードを解析するため、経時的に脳の各部位を採取してセロトニンを解析したが、今年度解析した1-3週間の範囲では顕著な変化が認められなかった。引き続き現在、4-12週間にわたり解析を行っている。また腹腔内埋め込み式体温ロガーと回転輪を用いて、日長と照度が体温リズムと活動リズムに及ぼす影響について周波数解析を行い、日長が様々な周波数のリズムに影響することが解明された。これらの結果は冬季うつ病の病態を理解する上で重要な知見である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度予定していた実験は全て終了し、順調に結果が出ている。時空間的カスケードの調査については、予想と異なり1-3週間で変化が確認されなかったが、さらに4-12週間といった長期間の解析を加えることで、より明確な結果が期待できる。また次年度に予定している体温リズムおよび活動リズムの解析について、条件検討や実験の一部を今年度行うことができた。

Strategy for Future Research Activity

今年度の結果をさらに深く追求するため、引き続き日長によるセロトニン神経系制御の時空間的カスケードの解析や、体温・活動リズムの解析を詳細に行う。今年度の結果から、日長によるセロトニン神経系制御には末梢組織の代謝変化の関与が示唆されたため、時空間的カスケードを解析する際、筋肉や脂肪の代謝マーカー発現についても解析し、末梢と中枢のネットワークを一つのシステムとして捉える。また夜行性のマウスの結果が昼行性の動物にもあてはまるかを検証するため、昼行性齧歯類を用いた解析も進める。これらの検討により、光条件による畜産動物の生産性や肉質制御といった応用へ繋ぐことが可能となる。
次年度は、日長の違いのみでなく光照度や高照度光パルスを組み合わせることで、効率的に情動や代謝を制御することを目指す。また分子メカニズムに関しては、遺伝子発現レベルのみでなく、再取り込みトランスポーターの取り込み機能の解析や、免疫染色によるタンパク局在の定量、また神経活性マーカーの定量などにより、多角的な解析を進める。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

今年度は購入を予定していた実験動物や遺伝子発現解析試薬の入荷の遅延により、242,197円の残金が生じた。これは次年度に物品費(実験動物150,000円, 遺伝子発現解析試薬92,197円)として使用予定である。次年度のその他の使用計画に変更はない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Melatonin-induced changes in the expression of thyroid hormone-converting enzymes in hypothalamus depend on the timing of melatonin injections and genetic background in mice2013

    • Author(s)
      Goto M, Matsuo H, Iigo M, Furuse M, Korf HW, Yasuo S
    • Journal Title

      Gen Com Endocrinol

      Volume: 186 Pages: 33-40

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2013.02.028

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoperiod regulates corticosterone rhythms by altered adrenal sensitivity via melatonin-independent mechanisms in Fischer 344 rats and C57BL/6J mice2012

    • Author(s)
      Otsuka T, Goto M, Kawai M, Togo Y, Sato K, Katoh K, Furuse M, Yasuo S
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 7 Pages: e39090

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0039090

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoperiod regulates dietary preferences and energy metabolism in young developing Fischer 344 rats but not in same-age Wistar rats2012

    • Author(s)
      Togo Y, Otsuka T, Goto M, Furuse M, Yasuo S
    • Journal Title

      Am J Physiol Endocrinol Metab

      Volume: 303 Pages: e777-786

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00209.2012

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マウスのセロトニン神経系、糖耐性およびスクロース嗜好性は光条件に調節される2013

    • Author(s)
      大塚剛司、松尾陽香、岩本綾香、河井美里、五田亮世、古瀬充宏、安尾しのぶ
    • Organizer
      日本畜産学会第116回大会
    • Place of Presentation
      安田女子大学(広島)
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] 日長と照度がマウスの活動および深部体温リズムに及ぼす影響2013

    • Author(s)
      五田亮世、岩本綾香、岡本剛、古瀬充宏、安尾しのぶ
    • Organizer
      日本畜産学会第116回大会
    • Place of Presentation
      安田女子大学(広島)
    • Year and Date
      20130327-20130330
  • [Presentation] モデル動物を用いた冬季うつ病の病態解析と治療に向けた試み2013

    • Author(s)
      安尾しのぶ
    • Organizer
      第86回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      20130321-20130323
    • Invited
  • [Presentation] 日長がFischer 344ラットの血漿遊離アミノ酸濃度に及ぼす影響2012

    • Author(s)
      河井美里、大塚剛司、長澤麻央、古瀬充宏、安尾しのぶ
    • Organizer
      第5回暖地畜産学会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      20121110-20121111
  • [Presentation] 概日時計に影響を及ぼすアミノ酸の探索2012

    • Author(s)
      岩本綾香、河井美里、松尾陽香、古瀬充宏、安尾しのぶ
    • Organizer
      日本アミノ酸学会第6回学術大会
    • Place of Presentation
      千葉大学園芸学部(千葉)
    • Year and Date
      20120928-20120929
  • [Presentation] L-オルニチンの投与時刻依存的なホルモン分泌リズム制御2012

    • Author(s)
      松尾陽香、岩本綾香、大塚剛司、秋月さおり、青木麻実、古瀬充宏、安尾しのぶ
    • Organizer
      日本アミノ酸学会第6回学術大会
    • Place of Presentation
      千葉大学園芸学部(千葉)
    • Year and Date
      20120928-20120928
  • [Presentation] 日長と照度の組み合わせがマウスの情動行動および糖代謝に及ぼす影響2012

    • Author(s)
      大塚剛司、松尾陽香、岩本綾香、河井美里、五田亮世、古瀬充宏、安尾しのぶ
    • Organizer
      第19回日本時間生物学会学術大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      20120915-20120916
  • [Presentation] 季節性感情障害のモデル動物についての可能性を探る2012

    • Author(s)
      安尾しのぶ、大塚剛司、河井美里
    • Organizer
      第19回日本時間生物学会学術大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      20120915-20120916
  • [Presentation] 季節の生体リズムと食2012

    • Author(s)
      安尾しのぶ
    • Organizer
      睡眠学会第37回学術集会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜)
    • Year and Date
      20120628-20120630
    • Invited
  • [Remarks] 九州大学大学院農学研究院 代謝・行動制御学研究分野

    • URL

      http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/lrmb/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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