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視交叉上核の概日時計における日長認識のメカニズム解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K06774
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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
研究機関富山大学 (2020-2022)
近畿大学 (2019)

研究代表者

仲村 朋子 (吉川朋子)  富山大学, 学術研究部教育研究推進系, 准教授 (30451397)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード概日時計 / 視交叉上核 / 振動体 / 位相 / 日長 / 活動期 / Clock変異マウス / 位相波 / 発光レポーター / 時計遺伝子
研究開始時の研究の概要

哺乳類の概日時計は視交叉上核に存在し、日暮れと夜明けのそれぞれを認識する2つ振動体を持つ。この2つを使って日長の変化を識別すると考えられるが、そのメカニズムは不明である。視交叉上核における時計遺伝子の発現リズムには、隣り合う細胞が段階的にピークを迎える位相波が存在する。位相波の進行速度は日長と相関することから、日長認識に位相波が重要な役割を果たすと考えられる。本研究では、まず発現遺伝子の網羅解析やコネクトーム解析を通して位相波形成メカニズムを明らかにし、その結果をもとに、動物が日長を認識するメカニズムを解明する。その成果は、その発症に日長が関与する気分障害などの予防・治療法の開発につながる。

研究成果の概要

概日時計は、生物が自然環境の変化を予測し、生体環境を整えるために非常に重要な生理機能である。夜行性の動物は、夕方から活動を開始し、朝には活動を終了する。この開始と終了は別の概日振動体が制御すると考えられているが、そのメカニズムには、未だ不明な点が多い。本研究では、朝と夕を認識する概日振動体が、どのような仕組みで昼の長さを認識し、活動期の長さを保つのか明らかにするために、時計遺伝子に変異を持つマウスを用い、活動リズムや時計遺伝子発現リズムなどを解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

概日リズムの乱れは、心身の健康に影響を及ぼすことから、大きな社会問題となっている。特に、本来暗いはずの夜間に光にさらされることで、睡眠の質の低下や就寝・起床時刻の後退が引き起こされ、社会生活に支障をきたすことも広く知られるところである。しかし、現代社会において、真っ暗な夜を過ごすように人々に求めることは難しい。すなわち、うまく光と付き合うことが必要である。本研究では、動物モデル用い、光、概日時計、そして活動リズムの間の未解明部分に迫り、現在社会の問題解決に資する知見の獲得を目指した。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Dartmouth College/Columbia University/Barnard College(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Columbia University/Barnard College/Dartmouth College(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Action potential firing rhythms in the suprachiasmatic nucleus of the diurnal grass rat, Arvicanthis niloticus2023

    • 著者名/発表者名
      Morioka Eri、Miyamoto Tsubasa、Tamogami Sakura、Koketsu Takahiro、Kim Juhyon、Yoshikawa Tomoko、Mochizuki Takatoshi、Ikeda Masayuki
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 792 ページ: 136954-136954

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2022.136954

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Circadian expression and specific localization of synaptotagmin17 in the suprachiasmatic nucleus, the master circadian oscillator in mammals2023

    • 著者名/発表者名
      Fujioka Atsuko、Nagano Mamoru、Ikegami Keisuke、Masumoto Koh-hei、Yoshikawa Tomoko、Koinuma Satoshi、Nakahama Ken-ichi、Shigeyoshi Yasufumi
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1798 ページ: 148129-148129

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2022.148129

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondrial LETM1 drives ionic and molecular clock rhythms in circadian pacemaker neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Morioka E, Kasuga Y, Kanda Y, Moritama S, Koizumi H, Yoshikawa T, Miura N, Ikeda M, Higashida H, Holmes TC and Ikeda M
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 39 号: 6 ページ: 110787-110787

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110787

    • 関連する報告書
      2022 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] Regionality of short and long period oscillators in the suprachiasmatic nucleus and their manner of synchronization2022

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Tadamitsu、Yoshikawa Tomoko、Nagano Mamoru、Shigeyoshi Yasufumi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 10 ページ: e0276372-e0276372

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0276372

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phase Gradients and anisotropy of the suprachiasmatic network: Discovery of phaseomes.2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshikawa, Scott Pauls, Nicholas Foley, Alana Taub, Joseph LeSauter, Duncan Foley, Ken-Ichi Honma, Sato Honma, Rae Silver
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 8 号: 5 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1523/eneuro.0078-21.2021

    • 関連する報告書
      2021 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] Transgenic rats expressing dominant negative BMAL1 showed circadian clock amplitude reduction and rapid recovery from jet lag2021

    • 著者名/発表者名
      Minami Yoichi、Yoshikawa Tomoko、Nagano Mamoru、Koinuma Satoshi、Morimoto Tadamitsu、Fujioka Atsuko、Furukawa Keiichi、Ikegami Keisuke、Tatemizo Atsuhiro、Egawa Kentaro、Tamaru Teruya、Taniguchi Taizo、Shigeyoshi Yasufumi
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 53 号: 6 ページ: 1783-1793

    • DOI

      10.1111/ejn.15085

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bright light improves sleep in patients with Parkinson’s disease: possible role of circadian restoration.2020

    • 著者名/発表者名
      Takuyuki Endo, Ritsuko Matsumura, Isao T. Tokuda, Tomoko Yoshikawa, Yasufumi Shigeyoshi, Koichi Node, Saburo Sakoda and Makoto Akashi
    • 雑誌名

      Scietntific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 7982-7982

    • DOI

      10.1038/s41598-020-64645-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] PER2::LUC bioluminescence imaging of mouse horizontal SCN slice revealed different responses to phase advance and delay shift of LD cycles2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Tomoko、Morimoto Tadamitsu、Nagano Mamoru、Shigeyoshi Yasufumi
    • 学会等名
      Sapporo Symposium on Biological Rhythm 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bioluminescence imaging of mouse horizontal SCN slice revealed different responses to phase advance and delay shift of LD cycles2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Tomoko、Morimoto Tadamitsu、Nagano Mamoru、Shigeyoshi Yasufumi
    • 学会等名
      第29回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] CaMKIIα is involved in the coupling of the evening and morning circadian oscillators in mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshikawa, Ken-ichi Honma, Sato Honma
    • 学会等名
      5th Asian Forum on Chronobiology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CaMKIIα is involved in the coupling of the evening and morning circadian oscillators in mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshikawa, Ken-ichi Honma, Sato Honma
    • 学会等名
      Symposium on Biological Rhythm 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CaMKIIα機能的KOはマウスの輪回し活動と自発行動の概日リズムを乖離させる2019

    • 著者名/発表者名
      吉川朋子・本間研一・重吉康史・本間さと
    • 学会等名
      第90回日本動物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 活動の概日リズムを駆動する複数の振動体:CaMKIIα機能的KOマウスによる解析2019

    • 著者名/発表者名
      吉川朋子・本間研一・重吉康史・本間さと
    • 学会等名
      第25回 日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional knock-out of CaMKIIα disrupts circadian activity rhythm of mouse.2019

    • 著者名/発表者名
      27.Tomoko Yoshikawa, Ken-ichi Honma, Yasufumi Shigeyoshi, Sato Honma
    • 学会等名
      Summit on "Dynamic Brain"
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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