視交叉上核神経細胞におけるサーカディアンリズムの発現とPAS関連時計遺伝子

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11233201
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 本間 研一 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (40113625)
• 研究分担者: 白川 哲夫 北海道大学, 歯学部・附属病院, 講師 (00187527) ; 安倍 博 北海道大学, 大学院・医学研究科, 講師 (80201896) ; 本間 さと 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (20142713)
• キーワード: 視交叉上核 / 時計遺伝子 / 生物時計 / ニューロン / 行動リズム / 遺伝子変異動物 / 組織培養 / リズム同調

研究概要

1.視交叉上核サーカディアンリズムの発現とPAS関連時計遺伝子の役割
新生児ラットおよびマウスから得た視交叉上核分散培養系や組織培養系を用いて、バソプレッシン(AVP)、血管作動性胃腸ペプチド(VIP)および神経活動を長期間測定し、
(1)AVPリズムはVIPリズムに比較し安定で、かつデッシュ間で同調していた。
(2)視交叉上核腹外側部と背内側部では概日振動ニューロンの密度、安定性が異なることを明らかにした。
(3)Clock変異マウスの視交叉上核細胞の電気活動に周期が延長したリズムのあることを明らかにした。
2.PAS関連時計遺伝子産物の代謝回転とフィードバック機構
(1)分泌型ルシフェレースによる遺伝子発現の生物発光レポーターシステムを開発した。
(2)バゾプレッシンと成長ホルモンの遺伝子発現を異なる波長の生物発光レポーターを用いて同時に測定するシステムを開発した。
3.サーカディアンリズムの同調に於けるPAS関連時計遺伝子産物の役割
メタンフェタミン(MAP)慢性投与ラットや行動リズムが分離するSCマウスを用いて、時計遺伝子の発現をin situ hybridization法で解析し、
(1)行動リズムが消失しているClock変異マウスにMAP処置を行うと周期の長い行動リズムが出現し、MAP性行動リズムにClock蛋白は必要のないことを明らかにした。
(2)SCスプリットマウスにおいて、Per1,2,3発現リズムが視交叉上核と頭頂皮質で解離し、行動リズムを直接駆動している振動体が視交叉上核外にあることを明らかにした。
(3)ヒスタミン欠損マウスでは行動量の減少、行動リズムの周期延長がみられたが、視交叉上核のPer1,2,3発現リズムには変化はなく、行動リズムとの解離を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Y.Tanahashi, et al.: "Continuous measurement of targeted promotor activity by a secreted bioluminescence reporter, Vargula hilgendorfii, luciferase"Anal Biochem.. 289. 260-266 (2001)
• [文献書誌] H.Abe, et al.: "Clock genes expressions in the suprachiasmatic nucleus and other areas of the brain during rhythm splitting in CS mice"Mol.Brain Res.. 87. 92-99 (2001)
• [文献書誌] T.Suzuki, et al.: "Quantitative trait locus analysis of abnormal circadian period in CS mice"Mammalian Genome. 12. 272-277 (2001)
• [文献書誌] W.Nakamura, et al.: "Regional pacemakers composed of multiple oscillator neurons in the rat suprachiasmatic nucleus"Europ.J.Neurosci.. 14. 666-674 (2001)
• [文献書誌] H.Abe, et al.: "Behavioral rhythm splitting in the SC mouse is related to clock gene expressions outside the suprachiasmatic nucleus"Europ.J.Neurosci.. 14. 1121-1128 (2001)
• [文献書誌] S.Masubuchi, et al.: "Circadian activity rhythm in methamphetamine-treated clock mutant mouse"Europ.J.Neurosci.. 14. 1177-1180 (2001)
• [文献書誌] K.Honma, S.Honma: "Zeitgebers, Entrainment and Masking of the Circadian System"Hokkaido University Press. 299 (2001)