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高速カルシウム計測による視交叉上核神経回路の機能的構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K16645
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 基盤・社会脳科学
研究機関長崎大学 (2017-2019)
北海道大学 (2016)

研究代表者

織田 善晃  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 助教 (20735542)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードサーカディアンリズム / カルシウム / 概日リズム / 蛍光イメージング / 神経科学
研究成果の概要

哺乳類のサーカディアンリズムは脳・視床下部の視交叉上核に存在するリズム中枢により調整されている。視交叉上核は約2万個の神経細胞がネットワークを構築し連携してリズム情報を発振すると考えられるが、この連携機構は不明である。
本研究課題では高速・長期間の蛍光カルシウムイメージングを行い、神経細胞としての特徴であるミリ秒単位の神経活動がサーカディアンリズム形成にどのように寄与するかを解析した。さらに膜電位のサーカディアンリズムや単離細胞での解析により、細胞集団のサーカディアンリズム形成機構の一端を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体の生理機能は約24時間周期の変動(概日リズム)を示し、多様な機能を最適な時間に配分することで1日の環境変化に適応することができる。概日リズムは、ヒトを含む哺乳類では脳視床下部の視交叉上核ににある約2万個の神経細胞により制御されている。しかしこれらがどのように連携し概日リズムを形成しているかの理解に乏しい。
本研究では神経細胞の活動を細胞1個単位で視覚化し観察することにより、視交叉上核における概日リズム形成機構の一端を解明した。ヒトは社会生活の中で体が本来持つ概日リズムと大きく異なる行動を起こすことがあるが、その影響や不全の治療を行うための基本的な性質を理解するために本研究は有意義である。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Circadian rhythms in Per1, PER2 and Ca2+ of a solitary SCN neuron cultured on a microisland2019

    • 著者名/発表者名
      Hirata Yoshihiro、Enoki Ryosuke、Kuribayashi-Shigetomi Kaori、Oda Yoshiaki、Honma Sato、Honma Ken-ichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 18271-18271

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54654-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultradian calcium rhythms in the paraventricular nucleus and subparaventricular zone in the hypothalamus2018

    • 著者名/発表者名
      Wu Yu-Er、Enoki Ryosuke、Oda Yoshiaki、Huang Zhi-Li、Honma Ken-ichi、Honma Sato
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 115 号: 40

    • DOI

      10.1073/pnas.1804300115

    • NAID

      120006536949

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synchronous circadian voltage rhythms with asynchronous calcium rhythms in the suprachiasmatic nucleus.2017

    • 著者名/発表者名
      Enoki R, Oda Y, Mieda M, Ono D, Honma S, Honma KI
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 114 号: 12 ページ: 2476-2485

    • DOI

      10.1073/pnas.1616815114

    • NAID

      120006346107

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高速蛍光イメージングを用いた概日時計中枢神経細胞の概日Ca2+リズム形成機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      織田善晃, 榎木亮介, 高須奈々, 中村渉, 本間研一, 本間さと
    • 学会等名
      第69回西日本生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速蛍光計測による視交叉上核神経細胞の概日Ca2+リズムの形成機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      織田善晃, 榎木亮介, 本間研一, 本間さと
    • 学会等名
      第25回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast fluorescent imaging reveals the mechanism of circadian calcium rhythms in suprachiasmatic nucleus neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Oda, Ryosuke Enoki, Ken-ichi Honma, and Sato Honma
    • 学会等名
      International Symposium on Biological Rhythms
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Simultaneous imaging of circadian Ca2+ rhythms and fast Ca2+ activities in the suprachiasmatic nucleus.2017

    • 著者名/発表者名
      織田善晃、榎木亮介、本間研一、本間さと
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 視交叉上核神経細胞における概日Ca2+リズムの形成機構:高速蛍光Ca2+イメージングによる解析2017

    • 著者名/発表者名
      織田善晃、榎木亮介、本間研一、本間さと
    • 学会等名
      第12回環境生理学プレコングレス
    • 発表場所
      サーラシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Understanding circadian calcium rhythms by fast calcium imaging techniques in suprachiasmatic nucleus neurons2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Oda, Ryosuke Enoki, Ken-ichi Honma, and Sato Honma
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Chronobiology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 視交叉上核神経細胞の概日Ca2+リズムはCa2+の静止濃度の変動による2017

    • 著者名/発表者名
      織田善晃、榎木亮介、本間研一、本間さと
    • 学会等名
      第24回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 視交叉上核神経細胞における概日Ca2+リズムと一過性Ca変動の光イメージング計測.2016

    • 著者名/発表者名
      織田善晃、榎木亮介、本間研一、本間さと
    • 学会等名
      第23回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Monitoring circadian rhythms and transient activities of intracellular Ca2+ in suprachiasmatic nucleus neurons.2016

    • 著者名/発表者名
      織田善晃
    • 学会等名
      Sapporo Symposium on Biological Rhythm in 2016
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous imaging of fast neuronal activities and circadian calcium rhythms in the suprachiasmatic nucleus.2016

    • 著者名/発表者名
      織田善晃、榎木亮介、本間研一、本間さと
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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