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分子時計のリズム発振と中枢時計への統合メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 18019001
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関北海道大学

研究代表者

本間 さと  北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (20142713)

研究分担者 池田 真行  富山大学, 理学部, 准教授 (10288053)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
12,200千円 (直接経費: 12,200千円)
2007年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2006年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
キーワード生理学 / 神経科学 / 視交叉上核 / 時計遺伝子 / 分子イメージング / 生物発光
研究概要

視床下部視交叉上核(SCN)に存在するほ乳類の中枢時計は、網膜からの光情報を受容し、内因性の周期を24時間の明暗サイクルに同調すると共に、SCN外脳内組織や末梢臓器の末梢時計を調節し、全身の時間的統合を行っている。しかし、そのメカニズムは不明である。夜行性齧歯類における行動リズムの季節変動は、これまで、夕日および朝日に同調し、活動の開始と終了を調節するEvening(E)とMorning(M)の二振動体によると考えられてきた。そこで、発光レポータートランスジェニックマウスを用い、SCN細胞のPerl発現リズム位相をSCN内で部位別に測定し、日長と行動リズム位相との相関を解析し、生体が行動や内分泌機能に季節変動を生じる機構について検討した。24時間明暗周期の明期を6〜18時間と変動させたところ、すべての明暗比において、吻側SCNのPerl発現リズムピークは夕方の活動開始位相にphase-lockしており、E振動体の局在が示された。一方、尾側SCNのPerl発現ピークは、測定したすべての明暗比で、朝の活動終了位相にPhase-lockしておりM振動体の局在が示された。尾側SCNのPerlピークのphase-lockingは、明期20および22時間という極端な長日周期でも確認された。明期18時間では吻側SCNのPerl発現が二峰性となり、さらに明期を延長すると吻側、尾側ともに二峰性ピークが観察された。発光イメージングによる細胞リズム解析の結果、すべてのSCN細胞の発光リズムは約24時間であり、二峰性リズムは、ほぼ180度位相が異なり、かつ、左右SCNにほぼ均等に混在する、2種の細胞群によることが分かった。以上の結果、日長によりSCN内で部位時的に遺伝子発現リズム位相を変位させるSCN細胞のダイナミズムが、行動リズムの季節変動を調節していることが分かった。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (2件) 図書 (8件)

  • [雑誌論文] Circadian behavioral rhythms in Cry1/Cry2 double eeficient mice induced by methamphetamine.2008

    • 著者名/発表者名
      Honma, S.
    • 雑誌名

      J. Biol. Rhythms 22

      ページ: 91-94

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TTX sensitive local circuit is involved in the expression of PK2 and BDNF circadian rhythms in the mouse suprachiasmatic nucleus.2008

    • 著者名/発表者名
      Baba, K.
    • 雑誌名

      Eur. J. Neurosci. 27

      ページ: 909-916

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scheduled exposures to a novel environment with a running-wheel differentially accelerate re-entrainment of mice peripheral clocks to new light-dark cycles.2008

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka, Y.
    • 雑誌名

      Genes to Cells (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clock遺伝子と概日リズム形成2008

    • 著者名/発表者名
      中村 渉
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience 250

      ページ: 1112-1115

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 生体リズムの分子機構2008

    • 著者名/発表者名
      吉川朋子
    • 雑誌名

      日本臨床 (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] ヒト型睡眠の特徴とそのモデル化2008

    • 著者名/発表者名
      増渕悟
    • 雑誌名

      細胞工学 (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Daily restricted feeding resets the circadian clock in the suprachiasmatic nucleus of CS mice.2007

    • 著者名/発表者名
      Abe, H.
    • 雑誌名

      Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 292

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Methamphetamine induces circadian oscillation in the brain outside the suprachiamsatic nucleus in rats.2007

    • 著者名/発表者名
      Masubuchi, S.
    • 雑誌名

      Sleep Biol. Rhythms. 5

      ページ: 132-140

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Separate oscillating cell groups in mouse suprachiasmatic nucleus couple photoperiodically to the onset and end of daily activity.2007

    • 著者名/発表者名
      Inagaki, N.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104

      ページ: 7664-7669

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of dosing schedule of daily inhalant dexamethasone to minimize phase-shifting of clock gene expression rhythm in the lungs of the asthma mouse model.2007

    • 著者名/発表者名
      Hayasaka, N.
    • 雑誌名

      Endocrinology 148

      ページ: 3316-3326

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple regulatory mechanisms for the circadian expression of hepatic Cyp7a.2007

    • 著者名/発表者名
      Noshiro, M.
    • 雑誌名

      J. Biol. Rhythms 22

      ページ: 299-311

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラットの眠りをヒトの眠りにーメタンフェタミンモデルを用いた睡眠覚醒リズム制御研究2007

    • 著者名/発表者名
      本間さと
    • 雑誌名

      週間医学のあゆみ 220

      ページ: 279-284

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 睡眠と生体リズム2007

    • 著者名/発表者名
      橋本聡子
    • 雑誌名

      日本薬理学会誌 129

      ページ: 400-403

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 中枢時計と末梢時計の統合2007

    • 著者名/発表者名
      棚橋祐典
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience 250

      ページ: 1105-1108

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Separate oscillating cell groups in mouse suprachiasmatic nucleus couple photoperiodically to the onset and end of daily activity.2007

    • 著者名/発表者名
      Inagaki, N.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ラットの眠りをヒトの眠りにーメタンフェタミンモデルを用いた睡眠覚醒リズム制御研究2007

    • 著者名/発表者名
      本間さと
    • 雑誌名

      週刊医学のあゆみ 220

      ページ: 279-284

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 睡眠と生体リズム2007

    • 著者名/発表者名
      橋本聡子
    • 雑誌名

      日本薬理学会誌 129(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of fasting and re-feeding on the expression of Dec1, Per1, and other clock-related genes.2006

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T.
    • 雑誌名

      J. Biochem.(Tokyo) 141

      ページ: 401-408

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Daily restricted feeding resets the circadian clock in the suprachiasmatic nucleus of CS mice.2006

    • 著者名/発表者名
      Abe, H.
    • 雑誌名

      Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 292

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Repeated exposures to daytime bright light increase nocturnal melatonin rise and keep the circadian phase in young subjects under fixed sleep schedule.2006

    • 著者名/発表者名
      Takasu, N.
    • 雑誌名

      Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 291

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] New reporter system for Per1 and Bmal1 expressions revealed self-sustained circadian rhythms in peripheral tissues.2006

    • 著者名/発表者名
      Nishide, S.
    • 雑誌名

      Genes to Cells 11

      ページ: 1173-1182

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of physical exercise on human circadian rhythms.2006

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka, Y.
    • 雑誌名

      Sleep Biol. Rhythms 4

      ページ: 199-206

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 生物時計と神経内分泌のリズム2006

    • 著者名/発表者名
      棚橋祐典
    • 雑誌名

      脳と神経 58

      ページ: 390-399

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 日内リズムと睡眠2006

    • 著者名/発表者名
      遠藤拓郎
    • 雑誌名

      THE LUNG perspectives 14

      ページ: 193-196

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Clock mechanisms in the suprachiasmatic nucleus coding day length2007

    • 著者名/発表者名
      Honma, S.
    • 学会等名
      50th Anniversary Meeting of Mexican Physiolo gical Society.
    • 発表場所
      Puebra, Mexico
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Clocks regulating behavior rhythms of mammals.2007

    • 著者名/発表者名
      Honma, S.
    • 学会等名
      Gordon Conference on Chronobiology
    • 発表場所
      Aussois, France
    • 年月日
      2007-05-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 時間生物学事典2008

    • 著者名/発表者名
      本間 さと
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 睡眠学2008

    • 著者名/発表者名
      本間 さと
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] New Encyclopedia of Neuroscience2007

    • 著者名/発表者名
      Honma, S
    • 出版者
      Elsevier(in press)
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] Annual Review 神経2007

    • 著者名/発表者名
      本間さと
    • 総ページ数
      335
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 環境生理学2007

    • 著者名/発表者名
      本間さと
    • 総ページ数
      446
    • 出版者
      北海道大学出版会
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 時間生物学事典2007

    • 著者名/発表者名
      本間さと
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 睡眠学2007

    • 著者名/発表者名
      本間さと
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] Advances in Network Electrophysiology, Using Multi-Electrode Arrays2006

    • 著者名/発表者名
      Honma, S., et al.
    • 総ページ数
      478
    • 出版者
      Springer New York
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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