概日時計が制御するシンギュラリティー神経回路の探索

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Singularity biology
• Project/Area Number: 21H00422
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 小野 大輔 名古屋大学, 環境医学研究所, 講師 (30634224)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 概日リズム / 神経回路 / 光操作 / 体温 / 視交叉上核

Outline of Annual Research Achievements

実験動物であるマウスを低温環境で給餌を一時的に行わない絶食条件にすると、能動的低代謝を示し体温が室温にまで低下する。この低代謝状態を休眠と呼ぶ。これまでの申請者の研究から、この休眠導入のタイミングは絶食を開始するタイミングが明期か暗期かに関わらず、暗期の後半から明け方にみられる事が分かってきた。つまり、低温・絶食により何らかの負債が体内で蓄積し（休眠負債と定義する）、その条件で生体が示す特定の時間がくると休眠に入ることが可能になる。ここで生体の時間調節機構として概日時計が重要な役割を持つと考えられる。睡眠・覚醒などの生理機能の２４時間のリズムを調節しているのが、この概日時計である。本研究では、低温・絶食により蓄積する休眠負債因子が作用する神経細胞と、概日時計により制御される神経細胞がオーバーラップする神経細胞群を、休眠を誘導するシンギュラリティー細胞とし、７千万あるというマウスの神経細胞の中から、その細胞と神経回路を見つけ出す。
今年度は視交叉上核の活性化により、日内休眠が抑制されるという事から、日内休眠を誘導する脳領域の同定を行った。その結果、複数の脳領域が視交叉上核からの入力を受け、神経活動が抑制され、その結果日内休眠が抑制されている事を明らかにした。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 北京大学(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: 北京大学
• [Journal Article] Network-driven intracellular cAMP coordinates circadian rhythm in the suprachiasmatic nucleus (2023)
  • Author(s): Ono, D., Wang, H., Hung, J.C., Wang, T.H., Kon, N., Yamanaka, A., Li, Y., and Sugiyama, T.
  • Journal Title: Science Advances Volume: 9(1) Pages: eabq7032
  • DOI: 10.1126/sciadv.abq7032
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Serotonergic neurons control cortical neuronal intracellular energy dynamics by modulating astrocyte-neuron lactate shuttle (2023)
  • Author(s): Natsubori,A., Hirai,S., Kwon, S., Ono, D., Deng, F., Wan, J., Miyazawa, M., Kojima,T., Okado,H., Karashima,A., Li, Y., Tanaka,F. K., and Honda, M.
  • Journal Title: iScience Volume: 1(20) Pages: 105830
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.105830
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Level of constitutively expressed BMAL1 affects the robustness of circadian oscillations (2022)
  • Author(s): Padlom, A., Ono, D., Hamashima, R., Furukawa, Y., Yoshimura, T., and Nishiwaki-Ohkawa, T
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Pages: 19519
  • DOI: 10.1038/s41598-022-24188-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neural circuits in the central circadian clock and their regulation of sleep and wakefulness in mammals (2022)
  • Author(s): Ono, D.
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: 182 Pages: 44932
  • DOI: 10.1016/j.neures.2022.05.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional interaction between GABAergic neurons in the ventral tegmental area and serotonergic neurons in the dorsal raphe nucleus (2022)
  • Author(s): Rahaman, S.M., Chowdhury, S., Mukai, Y., Ono, D., Yamaguchi, H. and Yamanaka, A.
  • Journal Title: Frontiers in Neuroscience Volume: 15 Pages: 808754
  • DOI: 10.3389/fnins.2022.877054
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Network-driven intracellular cAMP coordinates circadian rhythm in the suprachiasmatic nucleus (2023)
  • Author(s): 小野大輔，Huan Wang, Chi Jung Hung, Hsin-tzu Wang, 山中章弘，Yulong Li, 杉山崇
  • Organizer: 第100回日本生理学会
• [Presentation] The central circadian clock regulates wakefulness via CRF neurons in the hypothalamus (2022)
  • Author(s): Ono, D.
  • Organizer: Journal of Neurochemistry Mini-meet
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Network-driven intracellular cAMP coordinates circadian rhythm in mouse suprachiasmatic nucleus (2022)
  • Author(s): Ono, D., Wang, H., Hung, J.C., Wang, T.H., Kon, N., Yamanaka, A., Li, Y., and Sugiyama, T.
  • Organizer: International Symposium on Chronogenesis
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Network-driven intracellular cAMP coordinates circadian rhythm in mouse suprachiasmatic nucleus (2022)
  • Author(s): Ono, D.
  • Organizer: 第29回日本時間生物学会
• [Presentation] Network driven circadian cAMP rhythm in the mouse suprachiasmatic nucleus (2022)
  • Author(s): Ono, D., Hung, J.C.,Yamanaka. A., and Sugiyama, T.
  • Organizer: NEURO2022
• [Remarks] 体内時計中枢における細胞内 cAMP の機能を解明
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Sci_230105.pdf
• [Remarks] My home page
  • URL: https://daiono14.wixsite.com/circadianrhythm