| 研究課題/領域番号 |
19H03993
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59020:スポーツ科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
山仲 勇二郎 北海道大学, 教育学研究院, 准教授 (20528343)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 生物時計 / 時計遺伝子 / マウス / 中枢時計 / 末梢時計 / サーカディアンリズム / 運動 / 視交叉上核 / 非光同調 / 行動リズム / 生物発光 / 輪回し運動 / 概日リズム / 行動 / コルチコステロン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
習慣的な運動は、生物時計が発振する生体リズムに影響することが知られている。マウスやラット等の実験動物を恒常環境で飼育した際に回転輪の有無により行動リズムのフリーラン周期が異なることが報告されている。しかし、運動から中枢時計の存在する視床下部視交叉上核へのフィードバック機構の存在およびその実態については依然として不明である。そこで、本研究では習慣的な運動が、生物時計中枢である視交叉上核内の細胞間リズムおよび視交叉上核外の脳部位との神経ネットワークに与える影響をin vitroおよび行動レベルで明らかにすることに挑戦する。本研究は、ヒトの生物時計システムのより一層の理解にもつながると期待している。
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| 研究成果の概要 |
哺乳類の生物時計システムは、明暗サイクルを主要な同調因子とするが、恒常暗下での習慣的な運動スケジュールに行動リズムが同調する非光同調を示す。本研究では、明暗サイクルおよび恒常暗下での運動スケジュールに同調した際のマウスの行動リズム、視交叉上核(SCN)、SCN外脳部位、末梢組織内の時計遺伝子発現リズムの位相関係を比較した。実験には、Per1-lucマウス(雄、成獣)を使用した。マウスの行動リズムが恒常暗下での運動スケジュールに同調した際のSCN、弓状核、骨格筋、肝臓の時計遺伝子発現リズムと行動リズムの位相関係は、弓状核以外の部位では明暗サイクルと同様の位相関係を維持されていた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今回の研究成果は、昼夜変化の存在しない環境下においても規則正しく運動を行うことで生物時計を調節することが可能であることを遺伝子レベルで初めて明らかにしました。本研究の成果は、全盲患者や光によるリズム同調が困難な環境（パンデミック下での外出自粛、地下室、宇宙ステーションのような閉鎖環境）における生物時計の調節、生物時計の乱れが原因とされる様々な疾患の予防に有効な運動スケジュールを提言する際の科学的根拠となることが期待されます。
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