| 研究課題/領域番号 |
21H02526
|
|---|
| 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 |
中村 孝博 明治大学, 農学部, 専任教授 (00581985)
山口 裕嗣 名古屋大学, 環境医学研究所, 特任助教 (10542970)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2023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)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
|
|---|
| キーワード | 概日リズム / 睡眠・覚醒 / 視交叉上核 / 神経回路 / 体温調節 / 光操作 / 体温 / 日内休眠 / 光計測 / 視床下部 / イメージング |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
哺乳類における概日時計の中枢は、視床下部に位置する「視交叉上核」に存在し、時計遺伝子群の転写・翻訳を介したフィードバックループにより24時間のリズムが生成される。そのリズムは外界の明暗環境に同調し、最終的に睡眠・覚醒や体温リズムなど様々な生理機能の時間的調節を行う。これまで研究から、現象的に概日時計がこれらの生理機能を調節している事が示されてきたが、実際どの神経回路がどの生理機能の時間調節に関与するのかは不明であった。本研究では、光遺伝学、光イメージング、神経トレーシング、ゲノム編集など様々な最新の技術を組み合わせ、概日時計による体温調節メカニズムを神経回路レベルで明らかにする。
|
| 研究実績の概要 |
哺乳類における概日時計の中枢は、視床下部に位置する「視交叉上核」に存在し、時計遺伝子群の転写・翻訳を介したフィードバックループにより24時間のリズムが生成される。そのリズムは外界の明暗環境に同調し、最終的に睡眠・覚醒や体温リズムなど様々な生理機能の時間的調節を行う。これまでの多くの研究から、現象的に概日時計がこれらの生理機能を調節している事が示されてきたが、実際どの神経回路がどの生理機能の時間調節に関与するのかは、ほとんど明らかにされてこなかった。
昨年度までの研究で、時計遺伝子欠損マウスを用い、日内休眠が概日時計による調節を受けている事を見出している。今年度は概日時計の中枢である視交叉上核が日内休眠のタイミングに関与しているかを検証した。
視交叉上核特異的にChR2を発現させ、神経活動を操作したところ、視交叉上核の神経活動の上昇により、日内休眠が抑制されることを見出した。この結果は概日時計の中枢である視交叉上核が、日内休眠の調節に関与している事を示唆する。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
野生型および時計遺伝子欠損マウスを用い、日内休眠の出現頻度が一日のうちどこに多く見られるかを検証した。その結果、日内休眠のタイミングが概日時計により調節している事が分かってきた。また、視交叉上核の神経活動を計測したところ、神経発火が最も低い時間帯に日内休眠が始まることが分かってきた。さらに視交叉上核特異的にChR2を発現させ、神経活動を操作したところ、視交叉上核の神経活動の上昇により、日内休眠が抑制されることを見出した。
このように日内休眠を調節する神経メカニズムの一端が明らかにされつつあるため。
|
| 今後の研究の推進方策 |
光遺伝学ツールを用いて、視交叉上核の神経活動の抑制により日内休眠がどのような影響を受けるかを検証する。また視交叉上核の下流に着目し、single cell RNA seq等を用い、日内休眠のタイミングを担う神経細胞を同定する。さらに神経トレーシングを用い、上流の視交叉上核細胞種を同定する。
|
