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周術期の摂食条件が体内時計に与える影響;遺伝子改変マウスを用いた時間生物学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K10336
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57060:外科系歯学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

大野 幸  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (00535693)

研究分担者 倉本 恵梨子  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (60467470)
杉村 光隆  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (90244954)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード体内時計 / 三叉神経節 / 摂食 / Per2::LUC マウス / Cry1 ノックアウトマウス / Cry2 ノックアウトマウス / 腹時計 / Per2::Lucノックインマウス / Cry1ノックアウトマウス / Cry2ノックアウトマウス / 術後せん妄 / PER2::LUCノックインマウス / Cry1/Cry2ノックアウトマウス / 時計遺伝子 / 三叉神経系 / 周術期管理
研究開始時の研究の概要

本研究では、時計遺伝子の1つPeriod2の発現に応じて細胞が光るよう遺伝子改変されたマウス(PER2::LUCノックインマウス)を用い、三叉神経節における遺伝子発現のリズムを計測する。さらに不規則な食事と口腔内への侵襲がこのリズムに及ぼす影響を明らかにする。最後に、時計遺伝子の1種であるCry1/Cry2をノックアウトしたマウスを用いて同様の実験を行い、この遺伝子の働きについても考察を加える。

研究成果の概要

近年、生活習慣病をはじめとする多くの疾病は、「体内時計」の不調に一因があるという知見が次々と報告され、中でも食事が「体内時計」に与える影響は大きいことが明らかにされつつある。本研究では、経口摂取において多くの感覚入力を受ける三叉神経系が末梢時計の機能を担い、中枢時計である視交叉上核のリズムと脱同調することが様々な不調を招くのではないかという仮説を立てた。そこで、まずは三叉神経節における時計遺伝子の発現について検証を行ったところ、三叉神経節には視交叉上核とは独立した明瞭な概日リズムが観察された。この自律的な概日振動を通して感覚入力の中継だけでなく、時間ゲーティングも担っていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

食事や経口摂取の重要性を指摘する文献は多く見られるが、その作用機序は不明であり、三叉神経系の生体リズムに着目した今回の研究で得られた結果は、これらの根拠の1つになることが考えられる。さらに、時間生物学を研究する基礎分野に留まらず、歯科領域から医科領域へ、さらには健康産業や社会全体へ広く波及して、食事を介した健康の増進、疾病の予防や治療に生かされる可能性がある。シフトワークや海外出張など、不規則な生活を強いられる現代社会において、「体内時計」や時計遺伝子の働きを害する生活や食事をエビデンスに基づいて警鐘を鳴らすことで、最終的には医療費の削減にも寄与すると考えられる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 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

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Circadian rhythm of PERIOD2::LUCIFERASE expression in the trigeminal ganglion of mice.2023

    • 著者名/発表者名
      1.Yukie Shirakawa, Sachi N. Ohno, Kanae A. Yamagata, Kazuaki Yamagata, Eriko Kuramot, Yoshiaki Oda, Takahiro J. Nakamura, Wataru Nakamura and Mitsutaka Sugimura.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: - ページ: 1142785-1142785

    • DOI

      10.3389/fnins.2023.1142785

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of heterozygous and homozygous alleles in cryptochrome-deficient mice2022

    • 著者名/発表者名
      Oda Yoshiaki、Takasu Nana N.、Ohno Sachi N.、Shirakawa Yukie、Sugimura Mitsutaka、Nakamura Takahiro J.、Nakamura Wataru
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 772 ページ: 136415-136415

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2021.136415

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diurnal Variation in Trigeminal Pain Sensitivity in Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Niiro Ayako、Ohno Sachi N.、Yamagata Kanae A.、Yamagata Kazuaki、Tomita Kazuo、Kuramoto Eriko、Oda Yoshiaki、Nakamura Takahiro J.、Nakamura Wataru、Sugimura Mitsutaka
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 15 ページ: 703440-703440

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.703440

    • 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
  • [学会発表] 三叉神経支配領域における概日リズムと三叉神経節における時計遺伝子の発現について2024

    • 著者名/発表者名
      大野 幸, 杉村 光隆
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウスの三叉神経節における PERIOD2::LUCIFERASE 発現の概日リズム2023

    • 著者名/発表者名
      白川 由紀恵,大野 幸,新納 彩子,山形 歌奈絵, 杉村 光隆
    • 学会等名
      第51回 日本歯科麻酔学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 三叉神経節における PER2::LUC の発現リズム.2022

    • 著者名/発表者名
      3.白川 由紀恵,大野 幸,新納 彩子,山形 歌奈絵,杉村 光隆.
    • 学会等名
      第50回日本歯科麻酔学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析2021

    • 著者名/発表者名
      新納 彩子, 大野幸,富田和男, 倉本恵梨子, 中村 渉, 杉村 光隆
    • 学会等名
      第63回歯科基礎医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 三叉神経節における時計遺伝子の発現リズム2021

    • 著者名/発表者名
      白川由紀恵,大野幸, 山形歌奈絵, 織田善晃,中村孝博,中村 渉,杉村光隆
    • 学会等名
      第28回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 急性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析2020

    • 著者名/発表者名
      新納 彩子,大野 幸,青山 歌奈絵,山形 和彰,杉村 光隆.
    • 学会等名
      第27回日本時間生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 急性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析2020

    • 著者名/発表者名
      新納 彩子,大野 幸,青山 歌奈絵,山形 和彰,杉村 光隆.
    • 学会等名
      第48回日本歯科麻酔学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 急性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析2020

    • 著者名/発表者名
      新納 彩子,大野 幸,青山 歌奈絵,山形 和彰,杉村 光隆
    • 学会等名
      第13回鹿児島大学大学院医歯学総合研究科口腔先端科学教育研究センター研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 急性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析2020

    • 著者名/発表者名
      新納 彩子,大野 幸,青山 歌奈絵,山形 和彰,杉村 光隆
    • 学会等名
      第15回環境生理学プレコングレス
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 急性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析2020

    • 著者名/発表者名
      新納彩子, 大野 幸, 青山歌奈絵, 山形和彰, 杉村光隆
    • 学会等名
      第15回環境生理プレコングレス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 急性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      新納彩子, 大野 幸, 青山歌奈絵, 山形和彰, 杉村光隆
    • 学会等名
      第47回日本歯科麻酔学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 急性持続性疼痛の動物モデルを用いた、三叉神経支配領域における痛みの日内変動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      新納彩子, 大野 幸, 青山歌奈絵, 杉村光隆
    • 学会等名
      第26回 学術大会 日本時間生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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