発光イメージングを用いた軟骨の体内時計の発達過程の解明

• 研究課題/領域番号: 17K11021
• 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: 整形外科学
• 研究機関: 近畿大学 (2018-2019); 京都府立医科大学 (2017)
• 研究代表者: 南 陽一 近畿大学, 医学部, 助教 (40415310)
• 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: 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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 軟骨 / 体内時計 / 発光イメージング / 概日リズム / 発光リズム / 器官培養 / 発達

研究成果の概要

本研究課題において、主にラットの軟骨の体内時計に関する検討を進めた。ともに体内時計の発光レポーター遺伝子をもつ遺伝子改変マウスとラットを用い、いずれの動物の軟骨を器官培養しても、明瞭な概日リズムが観察できることを確認した。また時計の分子機構の出力を低減するような遺伝子改変ラットを開発し、軟骨の時計について評価した。さらに遺伝子改変ラットの椎間板を器官培養したところ、軟骨の発光リズムのピーク時刻が、ラットの成長に伴って遅れていった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

成長に伴う概日リズムのピーク時刻の変化は、他の臓器でも同様の知見が報告されているが、軟骨では初の知見である。今回、時計の分子機能を障害したラットでも同様の現象がみられたことは、この現象が軟骨の分化を反映する可能性を示唆している。軟骨の時計の研究には、マウスを実験モデルとして用いることが主流であったが、ラットは体長も大きく、外科的操作にも適した実験動物である。本研究から、軟骨の時計研究においても、ラットが有用なモデルであることが示された。

研究成果

• [国際共同研究] マンチェスター大学(英国)
• [雑誌論文] Chronic circadian misalignment accelerates immune senescence and abbreviates lifespan in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Inokawa Hitoshi, Umemura Yasuhiro, Shimba Akihiro, Kawakami Eiryo, Koike Nobuya, Tsuchiya Yoshiki, Ohashi Munehiro, Minami Yoichi, Cui Guangwei, Asahi Takuma, Ono Ryutaro, Sasawaki Yuh, Konishi Eiichi, Yoo Seung-Hee, Chen Zheng, Teramukai Satoshi, Ikuta Koichi, Yagita Kazuhiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 2569-2569
  • DOI: 10.1038/s41598-020-59541-y
  • NAID: 120006799241
  • 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 nucleus (2020)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow shift of dead zone after an abrupt shift of the light-dark cycle (2019)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chronic inflammation in mice exposed to the long-term un-entrainable light-dark cycles (2018)
  • 著者名/発表者名: Minami Y, Ohashi M, Hotta E, Hisatomi M, Okada N, Konishi E, Teramukai S, Inokawa H, Yagita K.
  • 雑誌名: Sleep Biol Rhythm 巻: 16 号: 1 ページ: 63-68
  • DOI: 10.1007/s41105-017-0127-5
  • NAID: 40021436060
  • 査読あり
• [学会発表] Generation of a genetically modified rat overexpressing BMAL1 dominant negative form. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Minami, Tomoko Yoshikawa, Mamoru Nagano, Satoshi Koinuma, Kesuke Ikegami, Atsuko Fujioka, Keiichi Furukawa, Yasufumi Shigeyoshi.
  • 学会等名: 第97回日本生理学会大会
• [学会発表] 新規体内時計異常モデルの開発を企図した遺伝子改変ラットの作出 (2019)
  • 著者名/発表者名: 南 陽一、吉川朋子、長野護、鯉沼聡、池上啓介、藤岡厚子、重吉康史
  • 学会等名: 第26回 日本時間生物学会学術大会
• [学会発表] 長期クロニックジェットラグ条件に曝露したマウスの継続的観察：概日リズムのマウスコホート研究の試み (2017)
  • 著者名/発表者名: 南陽一，大橋宗洋，八木田和弘
  • 学会等名: 第24回日本時間生物学会学術大会