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不適切環境光入力による概日リズム障害発生機序の究明とその回避方策の検討

研究課題

研究課題/領域番号 17K08580
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)
研究機関近畿大学

研究代表者

重吉 康史  近畿大学, 医学部, 教授 (20275192)

研究分担者 池上 啓介  近畿大学, 医学部, 助教 (10709330)
筋野 貢  近畿大学, 医学部, 助教 (30460843)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード視交叉上核 / 概日リズム / ゲート機構 / 光照射 / 光暴露 / 網膜 / 室傍核 / Bmal1 / 光環境 / 位相変位 / 副腎 / 糖質コルチコイド / 眼内圧 / c-Fos / 生体リズム
研究成果の概要

自然界では遭遇しない夜間の光暴露に対してどのような制御があり、中枢神経系がどのような反応を示すか検討を行った。今回、網膜から哺乳類体内時計中枢である視交叉上核(SCN)へ到り、さらにSCNからの投射領域にいたるまで位相依存性に光照射のシグナル伝達が制御されていることが明らかになった。まず、光照射によるSCNのコア領域における神経細胞の興奮が概日リズムによって制御されていることが明らかとなった。さらにこのようなゲートの仕組みが室傍核に及ぶことも明らかになった。さらに、直接光照射を受ける網膜においても位相依存性のゲート機構が存在することを証明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光情報は網膜を介して中枢神経系に伝えられる。従来、体内時計による入力制御の検討はSCNにおける反応を検討するものであった。すなわち昼間の光曝露はゲートされて視交叉上核の興奮を生じないことが知られていた。今回、光入力制御システムが網膜にも存在することを明らかにした。また、室傍核の光入力からの興奮が概日リズムで制御されていることを世界で始めて明らかにした。これは光による入力信号が、SCN以外の領域においても制御されていることを示す。この結果は不適切な光暴露が概日リズムのみではなく他の中枢神経系に影響をおよぼすことを示唆する。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Circadian Regulation of IOP Rhythm by Dual Pathways of Glucocorticoids and the Sympathetic Nervous System.2020

    • 著者名/発表者名
      Ikegami K, Shigeyoshi Y, Masubuchi S.
    • 雑誌名

      Invest Ophthalmol Vis Sci.

      巻: 61 号: 3 ページ: 26-26

    • DOI

      10.1167/iovs.61.3.26

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Circadian rhythms of soting nexin 25 in the mouse suprachiasmatic nucleus2020

    • 著者名/発表者名
      Takemura S, Nagano M, Isonishi A, Tanaka T, Tatsumi K, Yamano M, Minami Y, Shigeyoshi Y, Wanaka A
    • 雑誌名

      Neuroscience Letter

      巻: 727 ページ: 134897-134897

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2020.134897

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of expression alteration in flanking genes on phenotypes of St8sia2-deficient mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Ikegami K, Saigoh K, Fujioka A, Nagano M, Kitajima K, Sato C, Masubuchi S, Kusunoki S, Shigeyoshi Y.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 9 号: 1 ページ: 13634-13634

    • DOI

      10.1038/s41598-019-50006-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Slow shift of dead zone after an abrupt shift of the light-dark cycle2019

    • 著者名/発表者名
      Nagano Mamoru、Ikegami Keisuke、Minami Yoichi、Kanazawa Yuji、Koinuma Satoshi、Sujino Mitsugu、Shigeyoshi Yasufumi
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1714 ページ: 73-80

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2019.02.014

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 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] A-to-I RNA editing enzyme ADAR2 regulates light-induced circadian phase-shift2018

    • 著者名/発表者名
      Terajima Hideki、Yoshitane Hikari、Yoshikawa Tomoko、Shigeyoshi Yasufumi、Fukada Yoshitaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 14848-14848

    • DOI

      10.1038/s41598-018-33114-6

    • 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
  • [雑誌論文] Muscarinic Acetylcholine Receptors Chrm1 and Chrm3 Are Essential for REM Sleep2018

    • 著者名/発表者名
      Niwa Yasutaka、Kanda Genki N.、Yamada Rikuhiro G.、Shi Shoi、Sunagawa Genshiro A.、Ukai-Tadenuma Maki、Fujishima Hiroshi、Matsumoto Naomi、Masumoto Koh-hei、Nagano Mamoru、Kasukawa Takeya、Galloway James、Perrin Dimitri、Shigeyoshi Yasufumi、Ukai Hideki、Kiyonari Hiroshi、Sumiyama Kenta、Ueda Hiroki R.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 24 号: 9 ページ: 2231-2247.e7

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.07.082

    • 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] Identification of circadian clock modulators from existing drugs2018

    • 著者名/発表者名
      T. Katherine Tamai, Yusuke Nakane, Wataru Ota, Akane Kobayashi, Masateru Ishiguro, Naoya Kadofusa, Keisuke Ikegami, Kazuhiro Yagita, Yasufumi Shigeyoshi, Masaki Sudo, Taeko Nishiwaki-Ohkawa, Ayato Sato, & Takashi Yoshimura
    • 雑誌名

      EMBO Molecular Medicine

      巻: - 号: 5

    • DOI

      10.15252/emmm.201708724

    • 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] CLOCKΔ19 mutation modifies the manner of synchrony among oscillation neurons in the suprachiasmatic nucleus2018

    • 著者名/発表者名
      Sujino Mitsugu、Asakawa Takeshi、Nagano Mamoru、Koinuma Satoshi、Masumoto Koh-Hei、Shigeyoshi Yasufumi
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 8 号: 1 ページ: 854-854

    • DOI

      10.1038/s41598-018-19224-1

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of aging on basement membrane of the soleus muscle during recovery following disuse atrophy in rats2017

    • 著者名/発表者名
      Kanazawa Yuji、Ikegami Keisuke、Sujino Mitsugu、Koinuma Satoshi、Nagano Mamoru、Oi Yuki、Onishi Tomoya、Sugiyo Shinichi、Takeda Isao、Kaji Hiroshi、Shigeyoshi Yasufumi
    • 雑誌名

      Experimental Gerontology

      巻: 98 ページ: 153-161

    • DOI

      10.1016/j.exger.2017.08.014

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature?amplitude coupling for stable biological rhythms at different temperatures2017

    • 著者名/発表者名
      Kurosawa Gen、Fujioka Atsuko、Koinuma Satoshi、Mochizuki Atsushi、Shigeyoshi Yasufumi
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 13 号: 6 ページ: e1005501-e1005501

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1005501

    • 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] Profiles of Periglomerular Cells in the Olfactory Bulb of Prokineticin Type 2 Receptor-deficient Mice2017

    • 著者名/発表者名
      Atsuko Kubo, Mitsugu Sujino, Koh-hei Masumoto, Atsuko Fujioka, Toshio Terashima, Yasufumi Shigeyoshi, Mamoru Nagano
    • 雑誌名

      Acta Histochemica et Cytochemica

      巻: 50 号: 2 ページ: 95-104

    • DOI

      10.1267/ahc.17001

    • NAID

      130005621173

    • ISSN
      0044-5991, 1347-5800
    • 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] Transition of phase response properties and singularity in the circadian limit cycle of cultured cells2017

    • 著者名/発表者名
      Koinuma Satoshi、Kori Hiroshi、Tokuda Isao T.、Yagita Kazuhiro、Shigeyoshi Yasufumi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 7 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0181223

    • 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
  • [学会発表] 基礎医学から時間医療を考える 未来予想図ーーこれからの時間医療ーー2019

    • 著者名/発表者名
      重吉 康史
    • 学会等名
      日本睡眠学会第44 回定期学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] あなたの体内リズム正確ですか?サーカディアンリズムとアレルギー管理2019

    • 著者名/発表者名
      重吉 康史
    • 学会等名
      第36回日本小児臨床アレルギー学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 体内時計を意識した睡眠障害への新しいアプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      重吉 康史
    • 学会等名
      第2回日本心身医学関連学会合同集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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