哺乳類概日リズム形成機構の解明 : in vitro, in vivo単一細胞イメージング

• 研究課題/領域番号: 09J02866
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 小野 大輔 北海道大学, 大学院・医学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: 神経科学 / 生理学 / 概日リズム / 視交叉上核 / 生後発達 / 生物発光 / イメージング / 多電極ディッシュ / バイオイメージング / 体内時計 / サーカディアンリズム / Synchronization

研究概要

昨年度は、生物発光、多電極ディッシュを用い概日時計の中枢である視交叉上核(SCN)の分散培養を行い、個々の細胞の概日リズムにCRY1/CRY2が必要ではない事を明らかとした。さらにこれらの同時測定系を用い、脱同調したPer1発現リズムと同調した電気活動リズムがCry1-/-/Cry2-/-マウスのSCNに存在することを明らかとした。さらに最近Cryl-/-/Cry2-/-マウスのSCNのPER2::LUCに減衰していくリズムが認められ、一貫した結果が得られていない。これらの原因には測定系とマウスのageが考えられる。本年度はこの原因を検証するために、発達段階におけるSCNのPerl-luc,PER2::LUCのリズムを測定した。
生後1日目(P1),P7,P14,P21,adult(8-16w)のマウスからSCNを切り出しメンブレン上で培養し、SCN全体の発光リズムを測定した所、P1,P7のCry1-/-/Cry2-/-マウスのSCNからはrobustなリズムが認められたが、このリズムはP14になると減弱し、P21,adultになると消失した。これらの結果はCry1-/-/Cry2-/-マウスのSCNのリズムは生後初期に出現し、離乳するP21付近で消失する事を示す。さらにこのリズムの消失は個々の細胞の脱同調である事を発光イメージングを用いる事で明らかとした。
本研究結果はCRY1/CRY2に依存しない細胞間ネットワークが存在すること、そしてこのネットワークは離乳する生後3週間で消失する事を初めて示し、SCNの新たな細胞間ネットワークにCRY1/CRY2が関わっている事を明らかとした。

研究成果

• [雑誌論文] De novo synthesis of PERIOD initiates circadian oscillation in cultured mouse suprachiasmatic nucleus after prolonged inhibition of protein synthesis by cycloheximide (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishide, S.Y., Ono, D., Yamada, Y., Honma, S., Honma, K.
  • 雑誌名: Eur.J.Neurosci. 巻: 35 号: 2 ページ: 291-299
  • DOI: 10.1111/j.1460-9568.2011.07952.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] JNK regulates the photic response of the mammalian circadian clock (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshitane, H., Honma, S., Fukada, Y., 他11名、6番目
  • 雑誌名: EMBO Rep. 巻: (印刷中) 号: 5 ページ: 455-461
  • DOI: 10.1038/embor.2012.37
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-cell resolution fluorescence imaging of circadian rhythms detected with a Nipkow spinning disk confocal system (2012)
  • 著者名/発表者名: Enoki, R., Ono, D., Hasan, M.T., Honma, S., Honma, K.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Mehtods. 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Role of CRYPTOCHROMEs in the development of mammalian circadian clock (2012)
  • 著者名/発表者名: Ono, D., Honma, S., Honma, K.
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館(長野)
  • 年月日: 2012-03-31
• [学会発表] 視交叉上核スライス培養における神経発火とPer1-luc,PER2::LUCリズムの同時測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野大輔、本間さと、本間研一
  • 学会等名: 第18回日本時間生物学会学術学会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知)
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Simultaneous recording of circadian clock gene expression and spontaneous firing rhythm in the suprachiasmatic nucleus (2011)
  • 著者名/発表者名: Ono, D., Honma, S., Honma, K.
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] CRY1 and CRY2 are not essential for circadian oscillation in single suprachiasmaticnucleus cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Ono, D., Honma, S., Honma, K.
  • 学会等名: XII congress of the EBRS
  • 発表場所: Oxford University (UK)
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] Circadian oscillation in dispersed cells of the suprachiasmatic nucleus in Cry1 and Cry2 double deficient mice. (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野大輔
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜,神奈川
• [学会発表] 時計遺伝子Cry1,Cry2ダブルノックアウトマウス培養視交叉上核におけるサーカディアンリズム発振 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小野大輔
  • 学会等名: 北海道地方会
  • 発表場所: 旭川医科大学、旭川市
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] CRY1 and CRY2 are not necessary for circadian firing rhythms in the mouse Suprachiasmatic nucleus. (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ono
  • 学会等名: Society for research on biological rhythms 2010
  • 発表場所: Sandestin Golf and Beach Resort, Florida, USA
• [学会発表] Bioluminescence recording from deep brain tissue with optic fiber in freely moving mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ono
  • 学会等名: The 8^<th> international symposium for future drug discovery and medical care.
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo, Japan
• [学会発表] Circadian rhythm generation in the suprachiasmatic nucleus of Cry1/Cry2 double deficient mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: 小野大輔
  • 学会等名: 包括脳ネットワーク夏のワークショップ
  • 発表場所: ホテルさっぽろ芸文館、札幌市
• [学会発表] 行動リズムと時計遺伝子機能.シンポジウム「時計遺伝子研究の現在:リズム発現機構から病態生理まで」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本間さと
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール、いわて県民情報交流センター、盛岡市
• [学会発表] Cry1, Cry2ダブルノックアウトマウス培養視交叉上核における神経発火リズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 小野大輔
  • 学会等名: 第16回日本時間生物学会大会
  • 発表場所: 大阪国際会議場,大阪
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] Two differential molecular mechanisms for circadian oscillation in the suprachiasmatic nucleus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ono
  • 学会等名: The ASRS summit and symposium on steep research and medicine
  • 発表場所: Bankoku shinryokan, Nago(Japan)
  • 年月日: 2009-10-30
• [学会発表] Circadian fining rhythms in Cry1/Cry2 double-deficient mice in the cultured supra chiasmatic nucleus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ono
  • 学会等名: XI Congress of the European Biological Rhythms Societ
  • 発表場所: Uviversite Louis Pasteur, Stras burg(France)
  • 年月日: 2009-08-24
• [学会発表] Differential responses of Perl expression rhythms in the cultured suprachiasmatic nucleus cells to protein synthesis inhibitor, Cycloheximide. (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ono
  • 学会等名: International symposium on biological rhythm
  • 発表場所: Hokkaido university, Sapporo(Japan)
  • 年月日: 2009-08-02
• [学会発表] Differential responses of the circadian rhythms in mouse Suprachiasmatic nucleus cells to protein synthesis inhibitor, Cycloheximide. (2009)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ono
  • 学会等名: 36^<th> International Congress of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto international conference center, Kyoto(Japan)
  • 年月日: 2009-08-01
• [図書] Molecular Imaging for Integrated Medical Therapy and Drug Development (2010)
  • 著者名/発表者名: Honma S
  • 総ページ数: 303
  • 出版者: Springer