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概日リズムの時刻情報変換に関わる神経回路動作原理の理解

研究課題

研究課題/領域番号 18H02477
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

小野 大輔  名古屋大学, 環境医学研究所, 講師 (30634224)

研究分担者 徳田 功  立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード概日リズム / 睡眠 / 神経回路 / 光遺伝学 / 光イメージング / 光操作 / 光計測 / 概日時計
研究成果の概要

概日時計中枢である視交叉上核からの出力経路を同定する為、順行性トレーシング、光遺伝学や薬理遺伝学を用いた細胞機能操作、ファイバーフォトメトリーを用いたin vivoカルシウム計測、ジフテリアトキシンを用いた細胞脱落、生物発光を利用したイメージングと光操作等を総動員し実験を行った。その結果、視交叉上核の概日リズム情報は、室傍核CRF(コルチコステロン放出因子)神経を介し、視床下部外側野のオレキシン神経を介し、覚醒の調節をしている事を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで視床下部に位置する視交叉上核は、概日リズムに重要な神経細胞として知られていたが、そこからどのような神経経路を介して、睡眠・覚醒のタイミングが調節されているかは、これまでほとんど理解が進んでいなかった。本研究では、概日時計が調節する神経回路の一端を世界で初めて明らかにした結果である。本研究結果は、概日時計機能の破綻による睡眠障害や、その他の生理機能の破綻を治療可能なあらたな治療法開発に大きな影響を与えるものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 7件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (7件)

  • [国際共同研究] Center for Neuroscience/Biosciences Division, SRI International(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] SRI International(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Groningen(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Universita¨tsmedizin Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Vanderbilt University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Taipei Medical University(その他の国・地域 (台湾))

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Roles of Neuropeptides, VIP and AVP, in the Mammalian Central Circadian Clock2021

    • 著者名/発表者名
      Ono Daisuke、Honma Ken-ichi、Honma Sato
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 15 ページ: 650154-650154

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.650154

    • 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
  • [雑誌論文] The mammalian circadian pacemaker regulates wakefulness via CRF neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus.2020

    • 著者名/発表者名
      *Ono D, Mukai Y, Hung CJ, Chowdhury S, Sugiyama T, *Yamanaka A.
    • 雑誌名

      Sci Adv

      巻: 6(45) 号: 45 ページ: 0384-0384

    • DOI

      10.1126/sciadv.abd0384

    • 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
  • [雑誌論文] GABAergic mechanisms in the suprachiasmatic nucleus that influence circadian rhythm2020

    • 著者名/発表者名
      Ono Daisuke、Honma Ken‐ichi、Honma Sato
    • 雑誌名

      Journal of Neurochemistry

      巻: 157 号: 1 ページ: 31-41

    • DOI

      10.1111/jnc.15012

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual Orexin and MCH neuron-ablated mice display severe sleep attacks and cataplexy.2020

    • 著者名/発表者名
      Hung, J.C., Ono, D., Kilduff, S.T., and Yamanaka, A.
    • 雑誌名

      eLife

      巻: なし ページ: 9-9

    • DOI

      10.7554/elife.54275

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 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] Controlling the Circadian Clock with High Temporal Resolution through Photodosing2019

    • 著者名/発表者名
      Kolarski Dusan、Sugiyama Akiko、Breton Ghislain、Rakers Christin、Ono Daisuke、Schulte Albert、Tama Florence、Itami Kenichiro、Szymanski Wiktor、Hirota Tsuyoshi、Feringa Ben L.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 141 号: 40 ページ: 15784-15791

    • DOI

      10.1021/jacs.9b05445

    • 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] REM sleep?active MCH neurons are involved in forgetting hippocampus-dependent memories2019

    • 著者名/発表者名
      Izawa Shuntaro、Chowdhury Srikanta、Miyazaki Toh、Mukai Yasutaka、Ono Daisuke、Inoue Ryo、Ohmura Yu、Mizoguchi Hiroyuki、Kimura Kazuhiro、Yoshioka Mitsuhiro、Terao Akira、Kilduff Thomas S.、Yamanaka Akihiro
    • 雑誌名

      Science

      巻: 365 号: 6459 ページ: 1308-1313

    • DOI

      10.1126/science.aax9238

    • NAID

      120006777541

    • 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] GABA in the suprachiasmatic nucleus refines circadian output rhythms in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Ono D, Honma KI, Yanagawa Y, Yamanaka A, Honma S
    • 雑誌名

      Commun Biol.

      巻: 2 号: 1 ページ: 232-232

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0483-6

    • 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] GABA neurons in the ventral tegmental area regulate non-rapid eye movement sleep in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Chowdhury Srikanta、Matsubara Takanori、Miyazaki Toh、Ono Daisuke、Fukatsu Noriaki、Abe Manabu、Sakimura Kenji、Sudo Yuki、Yamanaka Akihiro
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 8

    • DOI

      10.7554/elife.44928

    • 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] Weak coupling between intracellular feedback loops explains dissociation of clock gene dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Schmal Christoph、Ono Daisuke、Myung Jihwan、Pett J. Patrick、Honma Sato、Honma Ken-Ichi、Herzel Hanspeter、Tokuda Isao T.
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 15 号: 9 ページ: e1007330-e1007330

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1007330

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical Control of Mammalian Circadian Behavior through Dual Inhibition of Casein Kinase Iα and δ2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Jae Wook、Hirota Tsuyoshi、Ono Daisuke、Honma Sato、Honma Ken-ichi、Park Keunwan、Kay Steve A.
    • 雑誌名

      Journal of Medicinal Chemistry

      巻: 62 号: 4 ページ: 1989-1998

    • DOI

      10.1021/acs.jmedchem.8b01541

    • NAID

      120006645104

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of GABA in the regulation of the central circadian clock of the suprachiasmatic nucleus2018

    • 著者名/発表者名
      Ono, Daisuke, Honma, Ken-ichi, Yanagawa, Yuchio, Yamanaka, Akihiro, and Honma, Sato
    • 雑誌名

      The journal of physiological sciences

      巻: 68 ページ: 333-343

    • NAID

      120006517655

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherency of circadian rhythms in the SCN is governed by the interplay of two coupling factors2018

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Isao T.、Ono Daisuke、Honma Sato、Honma Ken-Ichi、Herzel Hanspeter
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 14 号: 12 ページ: 1006607-1006607

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1006607

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Postnatal Development of the Cellular Networks in the Suprachiasmatic Nucleus2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ono
    • 学会等名
      Society for research on biological rhythms 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 概日時計と睡眠・覚醒を繋ぐ神経回路2020

    • 著者名/発表者名
      小野大輔
    • 学会等名
      シナプス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The suprachiasmatic nucleus regulates wakefulness via CRF neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus2020

    • 著者名/発表者名
      小野大輔
    • 学会等名
      日本時間生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The suprachiasmatic nucleus regulates wakefulness via CRF neurons in the hypothalamus2020

    • 著者名/発表者名
      Ono, D., Hung, C. J, Chowdury, S., Wang, G., and Yamanaka A.
    • 学会等名
      日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] GABA in the suprachiasmatic nucleus refines circadian behavioral rhythms.2019

    • 著者名/発表者名
      Ono, D., Honma, K., Yanagawa, Y., Yamanaka, A., and Honma, K.
    • 学会等名
      V World Congress of Chronobiology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The suprachiasmatic nucleus regulates wakefulness via CRF neurons in the hypothalamus.2019

    • 著者名/発表者名
      Ono, D., Hung, C. J, Chowdury, S., Wang, G., and Yamanaka A.
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 視交叉上核が睡眠覚醒を調節する神経回路の探索2019

    • 著者名/発表者名
      小野大輔,Hung Chi Jung,Srikanta Chowdhury,Wang Guanyi,山中章弘
    • 学会等名
      第26回日本時間生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Optical recording and manipulation of cAMP in the central circadian clock neurons2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ono, Hung Chi Jung, Takashi Sugiyama, Akihiro Yamanaka.
    • 学会等名
      第11回光操作研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] GABA in the suprachiasmatic nucleus refines circadian behavioral rhythms2019

    • 著者名/発表者名
      Ono, D., Honma, K., Yanagawa, Y., Yamanaka, A., and Honma, K.
    • 学会等名
      AOPS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of bioluminescence proteins for measurement of gene expression in vivo and ex vivo2018

    • 著者名/発表者名
      Ono, D., Honma, S., and Honma, K.
    • 学会等名
      IBRO APRC School 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Postnatal development of cellular networks in the mammalian central circadian clock2018

    • 著者名/発表者名
      Ono, D., Honma, S., and Honma, K.
    • 学会等名
      IBRO APRC School 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GABA refines circadian output rhythms in the mouse suprachiasmatic nucleus2018

    • 著者名/発表者名
      Ono, D., Honma, K., Yanagawa, Y., and Honma, S.
    • 学会等名
      International Symposium on Biological Rhythms
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel function of GABA in the mouse suprachiasmatic nucleus: refinement of circadian output rhythms2018

    • 著者名/発表者名
      Ono, D., Honma, K., Yanagawa, Y., and Honma, S.
    • 学会等名
      Society for research on biological rhythms 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 概日時計が調節する睡眠覚醒の神経回路2018

    • 著者名/発表者名
      小野大輔
    • 学会等名
      第3回ルミノジェネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光ファイバーを用いた自由行動下マウス脳内の時計遺伝子発現計測2018

    • 著者名/発表者名
      小野大輔,本間研一,本間さと
    • 学会等名
      第43回日本睡眠学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 概日時計が調節する睡眠覚醒の神経回路2018

    • 著者名/発表者名
      小野大輔
    • 学会等名
      第3回ルミノジェネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光遺伝学と併用可能な光イメージングツールの開発と応用2018

    • 著者名/発表者名
      小野大輔,Hung Chi Jung,Srikanta Chowdhury,山中章弘
    • 学会等名
      第三回名古屋リズム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 室傍核コルチコトロピン放出因子神経は覚醒を誘導する2018

    • 著者名/発表者名
      小野大輔,Hung Chi Jung,Srikanta Chowdhury,山中章弘
    • 学会等名
      第25回日本時間生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GABA refines circadian output rhythms in the mouse suprachiasmatic nucleus2018

    • 著者名/発表者名
      小野大輔,本間研一,柳川右千夫,本間さと
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 基礎医学からみた概日リズムと睡眠の科学2019

    • 著者名/発表者名
      小野大輔
    • 総ページ数
      115
    • 出版者
      医歯薬出版株式会社
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/neuroscience2/nr/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 独自HP

    • URL

      https://daiono14.wixsite.com/circadianrhythm

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 睡眠発作を起こし、脱力発作を悪化させる仕組みを解明

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/images/Jeffrey_pdf.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 浅い眠りで記憶が消去される仕組みを解明

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Sci_190920.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 脳内の概日時計における抑制性神経の機能を発見

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Com_Bio_20190621.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] ノンレム睡眠を調節する新しい神経細胞の発見

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/images/RIEM_VTA-GABA.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 光を用いた概日リズムの精密な調節

    • URL

      http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/research/ITbM-Hirota-20191002_final-modifyv2.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-08-19  

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