| 研究領域 | 時間生成学―時を生み出すこころの仕組み |
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| 研究課題/領域番号 |
21H00298
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
坪田 有沙 (平野有沙) 筑波大学, 医学医療系, 助教 (60806230)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 冬眠様行動 / QIH / 低代謝 / 光遺伝学 / 概日時計 / 視交叉上核 / 概日リズム / 体内時計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マウス視床下部前腹側周室核のQRFP産生神経を特異的に刺激すると、36時間以上にわたる低体温・低代謝状態を誘導することが可能である。本研究では、「低体温・低代謝状態の脳内において体内時計システムがどのように時を刻み、また時間がどのように認知されているか」を明らかにすることを目的とする。中枢時計の存在するSCNにおいて時計遺伝子の発現およびカルシウム・神経活動リズムのin vivoレコーディングを行い、低体温状況における概日時計の振る舞いを分子・神経レベルで記述する。さらに、基本的な陳述記憶を検査する行動テストを行い冬眠様状態においてマウスが時間をどのように認知しているかを明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、冬眠様状態(QIH)を誘導し「低体温・低代謝状態の脳内において体内時計システムがどのように時を刻んでいるのか」を明らかにすることを目的とした。QRFP神経を特異的に操作するために、Qrfp-iCreドライバーマウスにCre依存的にhM3Dq-mCherryを発現するアデノ随伴ウイルス(AAV)をマイクロインジェクションし、QIHを誘導した。研究代表者はマウスの行動リズムの位相が冬眠誘導前と回復後で全く変わらないということ、さらにそれらが冬眠誘導のタイミングによらないことを見出した。さらに、分子時計の挙動を調べるために時計タンパク質PER2にルシフェラー ゼを融合させたタンパク質を発現するノックインマウスとQrfp-iCreマウスを交配し、QIHを誘導した。マルチインビボイメージャーを用いて、自由行動下のマウスから恒暗条件下でルシフェラーゼ発光を計測した。まず、中枢時計であるSCNにおいてPER2::LUCの発現を経時的に観察したところ、24時間周期のリズミックな変動が観察された。さらに、腎臓や肝臓などの末梢時計においてもリズムが確認できた。これらの結果は、24度という低体温に晒されても概日リズムの周期が維持されていること、分子振動が維持されていることを示しており、神経活動が大きく抑制された状況においても概日時計による時が刻まれていると考えられた。さらにSCNにおいて神経活動のリズムも継続することが判明した。これらと並行してより時間分解能が高いQIHの誘導法を開発した（Takahashi, Hirano et al., Cell Reports Methods, 2022; Takahashi et al., STAR Protocol, in press）。 低温状態を自由に作出することが可能となり、より詳細な時間認知へのアプローチが可能となる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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