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時計遺伝子発現による体内時計生理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 11233207
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関早稲田大学

研究代表者

柴田 重信  早稲田大学, 人間科学部, 教授 (10162629)

研究分担者 海老原 史樹文  名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (50135331)
秋山 正志  日本学術振興会, 特別研究員(PD) (30298179)
守屋 孝洋  日本学術振興会, 特別研究員(PD) (80298207)
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
56,200千円 (直接経費: 56,200千円)
2002年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2001年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2000年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
1999年度: 13,500千円 (直接経費: 13,500千円)
キーワード体内時計 / 交感神経系 / 末梢時計 / 時計遺伝子 / 自律神経失調症 / 概日リズム / 光同調 / ペプチド / GRP / PACAP / サーカディアンリズム / 同調 / NMDA / カルシウム / カルモジュリン / グルタミン酸 / 8-OH DPAT / メラトニン / ストレス / 視交叉上核
研究概要

本年度は(1)視交叉上核から末梢時計へ時の情報がどのように伝わるかについて調べた。視交叉上核を破壊すると肝臓の時計遺伝子発現リズムが消失するのみならず、その下流遺伝子であるコレステロール合成や分解にかかわる酵素の遺伝子発現リズムも消失する。したがって、視交叉上核からの信号が末梢時計のリズムリセットに深くかかわっているといえる。交感神経活動がその信号を担っている可能性について調べた。アドレナリンやノルアドレナリンの腹腔内投与により肝臓の時計遺伝子mPer1の発現が増大した。この作用は肝臓のスライス標本でも見い出せたことから、交感神経作動薬は肝臓細胞に直接作用することが明らかとなった。また、mPer1-lucife raseトランスゼニックマウスにアドレナリンを投与したり、交感神経終末を刺激すると、バイオルミネッセンスが増大することから、アドレナ-ジック刺激はmPer1のプロモター領域に直接作用できることが判明した。(2)6-OHDA投与による交感神経系の破壊は肝臓のPer1やPer2遺伝子発現リズムを消失させた。このことから、交感神経系の緊張が末梢時計のリズム形成にかかわっている可能性が考えられた。(3)視交叉上核を破壊すると、肝臓でのノルアドレナリン量のリズム変動が消失するとともに、mPer1やmPer2遺伝子発現リズムも減弱した。視交叉上核のリズム性の出力は交感神経活動のリズム形成に役立っている可能性が示唆された。(4)視交叉上核破壊マウスに毎日一定時刻にアドレナリンを末梢から投与すると、新しいリズムが形成され、そのリズムのピークは薬物投与時刻に依存することが明らかとなった。以上の結果は視交叉上核からの交感神経の活動性が末梢時計のリセットに深くかかわっていることを示唆した。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] Minami Y, Furuno K, Akiyama M, Moriya T, Shibata S.: "PACAP produces a phase shift associated with induction of mPer expression in the mouse SCN"Neuroscience. 113(1). 37-45 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Minami Y.Horikawa K, Akiyama M, Shibata S.: "Restricted feeding induces daily expression of clock genes and Pai-1 mRNA in the heart of Clock mutant mice"FEBS Lett.. Aug 28;526(1-3). 115-118 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nisikawa Y, Shimazoe T, Shibata S, Watanabe S.: "Time-dependent effect of glutamate on long-term potentiation in the suprachiasmatic nucleus of rats"J Pharmacol.. Oct;90(2). 201-204 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Fukunaga K, Horikawa K, Shibata S, Takeuchi Y, Miyamoto E.: "CaMK II -dependent long-term potentiation in the rat suprachiasmatic nucleus and its inhibition by melatonin"J Neurosci Res.. Dec 15;70(6). 799-807 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mutoh T, Shibata S, Horst-Werner Korf, Okamura H: "Melatonin modulates the light-induced Sympathoexcitation and vagal suppression with participation of the SCN in mice"J Physiol.. 547.1. 317-332 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yamamoto S: "Expression of the Per1 gene in the hamster : Brain atlas and circadian characteristics in the suprachiasmatic Nucleus"J. Comp. Neurol.. 430. 518-532 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Aida R: "Gastrin-releasing peptide mediates photic entrainable signals to the dorsal subsets of the suprachiasmatic nucleus via Induction of Period gene in mice. Mol. Pharmacol"Molecular Pharmacology. 61. 26-34 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yokota,S-IS: "Involvement of Calcium-Calmodulin protein kinase but not MAPK in light-induced phase delays and Per gene expression in the suprachiaesmatic nuclear of the hamster"Journal of Neuro chemistry. 77. 1-11 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Moriya,T.S: "Correlative association between NMDA receptor-mediated expression of period gene in the SCIV and phase shifts in behavior with photic entrainment of clack in hamsters"Molecular Pharmacology. 58(6). 1554-1562 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Wakamatsu H.S: "Additive effect of mPer1 and mPer2 antisense oligonucleotides on light-induced phase shift"Nerno Report. 12. 127-131 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hamada, T. ら: "Diurnal regulation of a DNA binding protein to the periocl repeat seguence in the SCN nuclear extract of rat Brain"Mol. Brain Res.. 65. 211-215 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hamada, T. ら: "Involvement of glutamate ielease in substance P-induced delays of SCN neuron activity shythm in vitro"Brain Res.. 836. 190-193 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nikaido, T.: "Sensitization of methamphetamine-induced disorganization of daily locomtor activity shythn in made rats"Brain Res.. 845. 112-116 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akiyama, M.: "Modulation of mPer1 gene expression by anxiolytic dugs in mouse cerebellun"Br. J. Pharmacology. 128. 1616-1622 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Horikawa, K.: "Non-photic entrainment by 5-HTIA/7 receptor agonists accompanying with reduction of Per1 and Per2 expression"J. Neuioscience. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Moriya, T: "NMDA receptor subtype 2C is not involied in the uicadian oscillation or phoci entidinment of the biological clock in mice"J. Neuiosci. Res.. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 柴田重信 分担: "生物時計の分子生物「細胞内情報伝達」"シュプリンガー社. 201 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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