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多機能計測と細胞機能操作による視交叉上核の光同調メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K08561
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究 (2019-2020)
北海道大学 (2017-2018)

研究代表者

榎木 亮介  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 准教授 (00528341)

研究分担者 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) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード概日リズム / 光イメージング / 神経細胞 / 視交叉上核 / カルシウム / 生物時計 / イメージング / 時計遺伝子 / 神経ネットワーク / 光同調 / 生体内計測 / 神経回路 / 神経科学 / 光操作
研究成果の概要

哺乳類の概日リズム中枢は、視床下部の視交叉上核に局在し、外界から光環境情報を受けて全身にリズム情報を発振し、全身の約24時間の生理機能を制御する。視交叉上核は外部入力がなくともリズムを自ら刻む「自律振動能」と、光環境に同調する「光同調能」の機能を持つ事が必須条件である。本研究課題では、光による計測と操作により光同調メカニズムを解明することを目標に研究を行った。実験では、培養視交叉上核スライスに新規光受容タンパク質を発現させ、光により細胞機能を操作することを試みた。またマウス生体内の脳深部からの光計測法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

哺乳類の概日時計中枢がどのように外界環境に同調する仕組みの詳細は不明である。本研究課題では光技術により神経機能を操作する方法を確立し同調メカニズムを解明することを試みた。本研究の成果は、概日時計におけるリズム発振と同調の基本メカニズムの研究に寄与するだけでなく、概日時計の乱れに起因する健康障害・疾患の病態生理の理解や、その対処法の開発のための基盤となり得るものであり、社会的意義も大きい。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 8件、 招待講演 16件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Washington University in St. Louis(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] GABA from vasopressin neurons regulates the time at which suprachiasmatic nucleus molecular clocks enable circadian behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Maejima Takashi、Tsuno Yusuke、Miyazaki Shota、Tsuneoka Yousuke、Hasegawa Emi、Islam Md Tarikul、Enoki Ryosuke、Nakamura Takahiro J.、Mieda Michihiro
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 6 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1073/pnas.2010168118

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 哺乳類のウルトラディアンカルシウムリズムの生成機構2020

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 558 ページ: 34-37

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 概日リズムより短い周期の体内時計:ウルトラディアンリズム2020

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 雑誌名

      Annual Review神経2020

      ページ: 9-15

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 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] Dissociation of Per1 and Bmal1 circadian rhythms in the suprachiasmatic nucleus in parallel with behavioral outputs.2017

    • 著者名/発表者名
      Ono, D., Honma, S., Nakajima, Y., Kuroda, S., Enoki, R., and Honma, K.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.

      巻: 114 号: 18 ページ: 3699-3708

    • DOI

      10.1073/pnas.1613374114

    • NAID

      120006331822

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cell competition with normal epithelial cells promotes apical extrusion of transformed cells through metabolic changes.2017

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Kon, et al.
    • 雑誌名

      Nature Cell Biology

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 530-541

    • DOI

      10.1038/ncb3509

    • 関連する報告書
      2017 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
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dual origins of the intracellular circadian calcium rhythm in the suprachiasmatic nucleus.2017

    • 著者名/発表者名
      Enoki, R., Ono, D., Kuroda, S., Honma, S., and Honma, K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 41733-41733

    • DOI

      10.1038/srep41733

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Visualizing Neuronal Circuits Controlling Circadian and Ultradian Ca2+ Rhythms in Mammals2021

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      第10回 生理研―霊長研―新潟脳研 合同シンポジウム, Zoom開催
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 概日時計中枢における核-細胞質カルシウム動態の長期イメージング解析2020

    • 著者名/発表者名
      廣蒼太, 根本知己, 榎木亮介
    • 学会等名
      第29回日本バイオイメージング学会学術集会, Zoom開催
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 光イメージング計測で紐解く生物時計中枢神経回路の作動原理2020

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介、廣蒼太、根本知己
    • 学会等名
      第10回名大生理研合同シンポジウム, 生理研-名古屋大学, Zoom開催
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多機能イメージング計測から迫る概日リズム中枢神経回路の作動原理2020

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介, 廣蒼太, 根本知己
    • 学会等名
      細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線, 生理学研究所, Zoom開催
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 概日時計中枢における核-細胞質のCa2+動態の光イメージング解析2020

    • 著者名/発表者名
      廣蒼太、山田淑子、舘野高、根本知己、榎木亮介
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会(大分)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 光計測で紐解く生物時計中枢神経回路の作動原理2020

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      運動・行動から紐解く脳神経回路発達メカニズムの異分野融合研究による解明(生理学研究所、岡崎)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時を刻む脳~生物時計中枢を司る神経回路の光イメージング解析~2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      異分野融合による次世代光生物学(岡崎カンファレンスセンター)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物時計中枢神経回路の多機能イメージング解析2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      新学術領域オシロロジー領域会議(一橋会館、東京)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ~時を刻む脳~ 生物時計中枢を司る 神経回路の光イメージング解析~2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      第3回医・理・工連携みらい会議(愛知県蒲郡市)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging Neuronal Network Controlling Circadian and Ultradian Calcium Rhythms in Mammals2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      第2回 ExCELLSシンポジウム(岡崎カンファレンスセンター)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 概日/超短カルシウムリズムを制御する神経回路の可視化解析2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      日本時間生物学会(金沢大学)、シンポジウム「生物の多様な集団発振現象 (共催:新学術領域研究オシロロジー)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] “光”で探る生物時計中枢の作動メカニズムの探求2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      自然科学研究機構ExCELLs公開セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualizing Neuronal Circuits Controlling Circadian and Ultradian Rhythms in Mammals2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      International Meeting for Young Researchers
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical imaging of circadian calcium rhythm in a solitary suprachiasmatic neuron2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Hirata,Ryosuke Enoki,Kaori Kuribayashi-Shigetomi,Yoshiaki Oda,Sato Honma,Ken-ichi Honma
    • 学会等名
      第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会(FAOPS2019)(神戸)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生物時計中枢の光イメージング解析2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      ニコン顕微鏡イメージングフォーラム(品川, 東京)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 時を刻む脳 ~生物時計中枢を司る神経回路の光イメージング解析~2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      生理学研究所、所長招聘セミナー(岡崎市、愛知県)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optical imaging of circadian calcium rhythm in a solitary suprachiasmatic neuron2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Hirata, Ryosuke Enoki, Kaori Kuribayashi-Shigetomi, Yoshiaki Oda, Sato Honma, Ken-ichi Honma
    • 学会等名
      第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会(FAOPS2019)(神戸、兵庫県)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ultradian Calcium Rhythms in the PVN and SPZ in the Hypothalamus2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Enoki, Yu-Er Wu, Yoshiaki Oda, Zhi-Li Huang, ,Ken-ichi Honma, Sato Honma
    • 学会等名
      第9回アジア・オセアニア生理学会連合2019年大会(FAOPS2019)(神戸、兵庫県)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 生物時計中枢を司る神経回路の光イメージング解析2019

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      北海道大学電子科学研究所・研究交流会(北海道、札幌)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 時を刻む脳 ~生物時計中枢における神経回路の光イメージング解析~2018

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      生理学会北海道地方会総会(北海道、札幌)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 視床下部の室傍核及び傍室傍核領域におけるウルトラディアンカルシウムリズム2018

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      アライアンスG3分科会(東京工業大学)(町田、東京)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロパターン基板を用いた視交叉上核単一ニューロンの概日振動解析2018

    • 著者名/発表者名
      平田快洋、榎木亮介、繁富(栗林)香織、織田義晃、本間さと、本間研一
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第 38 回研究会 CHEMINAS 38th(札幌市交流プラザ)(北海道、札幌)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] lluminating Neuronal Circuits Controlling Circadian and Ultradian Rhythms in Mammals2018

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      International Meeting on Bioimaging for Young Researchers, Chanpuru, OIST(恩納村、沖縄)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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
      西日本生理学会(北九州国際会議場)(北九州、福岡)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 時を刻む脳 ~生物時計中枢神経回路の光イメージング解析~2018

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      金沢大学統合神経生理学セミナー(金沢、石川県)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultradian Calcium Rhythms in the Paraventricular Nucleus and Subparaventricular Zone in the Hypothalamus2018

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      Sapporo Symposium on Biological Rhythms (Sapporo, Hokkaido)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生物時計の光イメージングで生きる道(ニッチ)を探る2018

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      細胞構成研究会2018(北海道大学)(札幌、北海道)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 視床下部ウルトラディアンカルシウムリズムの発生機序2018

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      NanoBio 第 11 回若手ネットワーキングシンポジウム (北海道大学)(札幌、北海道)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 生物時計中枢を司る神経細胞ネットワークの可視化解析2018

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      第8回物質・デバイス領域共同研究拠点活動報告会及び平成29年度ダイナミック・アライアンス成果報告会(北海道大学)(札幌、北海道)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 室傍核ウルトラディアンリズムの発生機序2018

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会、サンポートホール高松(香川)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Illuminating neuronal circuits governing circadian and ultradian rhythms in mammals2017

    • 著者名/発表者名
      Enoki R
    • 学会等名
      The Fourth National Academic Conference of Sleep, Chronobiology and Neuropsychopharmacology, Fudan University (ShangHai)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 時を刻む脳:概日リズム中枢の光イメージング解析2017

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 学会等名
      レーザーバイオ医療技術専門委員会、北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Coherent Circadian Voltage Rhythms in the Suprachiasmatic Nucleus2017

    • 著者名/発表者名
      Enoki R, Oda Y, Mieda M, Ono D, Honma S, Honma K
    • 学会等名
      Gordon Conference, Stoweflake Conference Center, Stowe, VT, USA.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous measurement of circadian rhythms of multiple functions: dissociation of PER1 and Bmal1 circadian rhythms in the suprachiasmatic nucleus2017

    • 著者名/発表者名
      Ono D, Enoki R, Honma K, Honma S
    • 学会等名
      european biological rhythms society congress, Amsterdam, Nederland
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マウス視交叉上核の単一神経細胞における概日性 Ca2+振動と神経-グリア間相互作用2017

    • 著者名/発表者名
      平田快洋, 榎木亮介, 繁富(栗林)香織, 織田善晃, 本間さと, 本間研一
    • 学会等名
      日本時間生物学会学術大会、京都大学(京都)
    • 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
      日本時間生物学会学術大会、京都大学(京都)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Understanding Circadian Calcium rhythms by fast Calcium imaging techniques2017

    • 著者名/発表者名
      Oda Y, Enoki R, Honma K, Honma S
    • 学会等名
      Gordon Conference, Stoweflake Conference Center, Stowe, VT, USA.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultradian Ca2+ Rhythms in the Paraventricular Hypothalamic Nucleus2017

    • 著者名/発表者名
      Wu Y, Enoki R, Oda Y, Honma K, Huang ZL, Honma S
    • 学会等名
      日本時間生物学会学術大会、京都大学(京都)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Annual Review 神経 20202020

    • 著者名/発表者名
      榎木亮介
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      中外医学社
    • ISBN
      9784498328488
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/enoki

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 個人ページ

    • URL

      https://ryosukeenoki.wixsite.com/enoki

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 榎木個人Webサイト

    • URL

      https://www.enokiryosuke.com

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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