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Analysis of molecular mechanism in circadian intraocular pressure rhythm

Research Project

Project/Area Number 19K09962
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56060:Ophthalmology-related
Research InstitutionAichi Medical University

Principal Investigator

Ikegami Keisuke  愛知医科大学, 医学部, 講師 (10709330)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 増渕 悟  愛知医科大学, 医学部, 教授 (80362771)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords眼圧 / 概日リズム / 眼房水 / 緑内障 / グルココルチコイド / 交感神経ノルアドレナリン / 毛様体 / 食作用 / 線維柱帯 / ノルアドレナリン / シュレム管 / 時計遺伝子 / 交感神経 / 視交叉上核
Outline of Research at the Start

SCNは副腎コルチコステロンおよび交感神経によって末梢組織の時計をリセットする。眼圧が交感神経節除去や副腎除去で変化することは報告されているため、副腎及び交感神経節の除去による眼圧リズムへの影響を調べ、SCNによる制御経路を探索し、眼球におけるそれらの受容体の分布を組織学的手法で明らかにし制御部位を検索する。それらの部位(組織)における日内変動する遺伝子をマイクロアレイで明らかにする。QTLデータベースなどと照らし合わせて、候補遺伝子を絞り込みAAVおよび遺伝子改変技術により部位特異的候補遺伝子欠損マウスを作成することで、眼圧リズムに及ぼす候補遺伝子の機能を解明する。

Outline of Final Research Achievements

Glaucoma is the number one cause of blindness, and no preventive or curative method has yet been found. The eye stiffness (intraocular pressure [IOP]), the main cause of glaucoma, is formed by the balance between the production and drainage of aqueous humor. Continuous elevation of IOP damage the optic nerve. IOP has a circadian rhythm with a cycle of about 24 hours, and its abnomality or disruption are related to the onset of glaucoma, but the mechanism of IOP rhythm formation itself was not well understood.
Therefore, when we searched for time transmitters genelating IOP rhythm, we discovered that both adrenal glucocortisoids and sympathetic nerves system produce IOP rhythms. Furthermore, we discovered the mechanisms that both factors produces an IOP rhythm by controlling the production of aqueous humor through osmoregulation, and the sympathetic nerve controls the time-dependent drainage of aqueous humor through suppression of the phagocytosis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

副腎皮質ホルモンと交感神経両因子による眼圧概日リズムの制御経路の発見は、誰も気づかなかったコロンブスの卵的発見であり、緑内障の時間依存治療や新規治療薬の開発に役立つことが期待される。また両因子の相互作用などの発見したが、緑内障治療の混合薬の開発につながる可能性があり、食事や生活習慣改善による緑内障予防法の確立につながる研究である。さらに交感神経による食作用を介した時刻依存的眼圧制御機構の発見は、これまで不明だった交感神経による免疫細胞の食作用制御の仕組みを世界に先駆けて明らかにしたのもで先駆的である。また、眼房水排出部位をターゲットにした治療薬はほとんどないため創薬開発への有用性は非常に高い。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Suppression of trabecular meshwork phagocytosis by norepinephrine is associated with nocturnal increase in intraocular pressure in mice.2022

    • Author(s)
      Keisuke Ikegami, Satoru Masubuchi
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 339-339

    • DOI

      10.1038/s42003-022-03295-y

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Circadian Regulation of IOP Rhythm by Dual Pathways of Glucocorticoids and the Sympathetic Nervous System.2020

    • Author(s)
      Ikegami K, Shigeyoshi Y, Masubuchi S.
    • Journal Title

      Invest Ophthalmol Vis Sci.

      Volume: 61 Issue: 3 Pages: 26-26

    • DOI

      10.1167/iovs.61.3.26

    • Related Report
      2020 Research-status Report 2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Involvement of trabecular meshwork phagocytic suppression by sympathetic norepinephrine in nocturnal intraocular pressure rise.2022

    • Author(s)
      Ikegami Keisuke, Masubuchi Satoru
    • Organizer
      第99回日本生理学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 交感神経ノルアドレナリンによる眼圧概日リズム制御2022

    • Author(s)
      池上啓介
    • Organizer
      第16回環境生理プレコングレス
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Sympathetic noradrenaline regulates circadian rhythm of intraocular pressure by nocturnal suppression of aqueous humor outflow in mice.2021

    • Author(s)
      池上啓介 増渕悟
    • Organizer
      第19回日本時間生物学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 眼圧の概日リズムを生み出すメカニズム2021

    • Author(s)
      池上啓介、重吉康史、増渕悟
    • Organizer
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 概日時計中枢視交叉上核による眼圧概日リズムの制御機構の解明2020

    • Author(s)
      池上啓介, 重吉康史, 増渕悟
    • Organizer
      第67回中部日本生理学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Role of cAMP in light-induced resetting of circadian rhythm in vivo2020

    • Author(s)
      池上啓介、中嶋正人、南陽一、長野護、増渕悟、重吉康史
    • Organizer
      第27回日本時間生物学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 視交叉上核による眼圧概日リズムの制御機構2020

    • Author(s)
      池上啓介、重吉康史、増渕悟
    • Organizer
      第15回 環境生理学プレコングレス
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 視交叉上核による眼圧概日リズムの制御機構2020

    • Author(s)
      池上啓介
    • Organizer
      第15回 環境生理学プレコングレス
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Circadian regulation of intraocular pressure rhythm by both glucocorticoids and sympathetic nerves2019

    • Author(s)
      池上啓介
    • Organizer
      日本時間生物学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] ノルアドレナリンによる線維柱帯の食作用抑制を介した眼圧概日リズム制御機構解明に関する研究成果について

    • URL

      https://www.aichi-med-u.ac.jp/files/soumu/2022topics01.pdf

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 日本の研究.com

    • URL

      https://www.facebook.com/1351569578207131/posts/5267527989944584/

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] ノルアドレナリンが食作用抑制を介し眼圧概日リズムを制御する仕組みを解明-愛知医大

    • URL

      http://www.qlifepro.com/news/20220412/noradrenaline-2.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 眼圧の概日リズムを副腎グルココルチコイドと交感神経 により制御する仕組みの解明

    • URL

      https://www.aichi-med-u.ac.jp/files/soumu/2019topics06.pdf

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] プレスリリース“眼圧の概日リズムを副腎グルココルチコイドと交感神経 により制御する仕組みの解明”

    • URL

      https://www.aichi-med-u.ac.jp/files/soumu/2019topics06.pdf

    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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