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2007 年度 実績報告書

生物時計のシステム理解

研究課題

研究課題/領域番号 15109004
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 本間 さと  北海道大学, 教授 (20142713)
棚橋 祐典  北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教 (50374228)
近江谷 克祐  北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (20223951)
仲村 朋子  北海道大学, 大学院・医学研究科, 特任助教 (30451397)
キーワード生物時計 / 視交叉上核 / 時計遺伝子 / 末梢振動系 / 分子振動 / シグナルトランスダクション / 生物発光 / オートフィードバックループ
研究概要

本研究の目的は、哺乳類の生物時計を多数の概日振動体からなる階層的システムとしてとらえ、その機能を分子レベルから細胞、個体レベルで総合的に理解することにある。
1.多重ループからなる分子振動系
1)時計遺伝子発現の発光モニター系を導入した株化細胞にCry1/Cry2蛋白を強制発現させると、Per1,Bmal1発現リズムの周期は変わらないが、振幅が大幅に低下した。その際、関連ループであるBmal1ループの促進系であるRORαmRNAが低下し、抑制系であるRevErbαmRNAが増加した。リズム振幅の減弱はBmal1ループの作動によるものと考えられる。
2)Naチャネル阻害剤であるTTXを培養視交叉上核に作用させると、コアループや関連ループに関与する遺伝子の発現リズムには影響しないが、行動リズムの発現に関与するPK2やBDNF遺伝子の発現リズムが大幅に減衰した。行動リズムの出力系には視交叉上核のシナプス連絡が必要と考えられる。
2.システムとしての視交叉上核
極端な光周期に暴露したマウスの視交叉上核には、少なくとも3つの異なる振動系が部位別に存在し、ある振動系は明暗サイクルに同調し、他の振動系は脱同調した行動成分と位相関係を維持した。
3.視交叉上核振動系と末梢振動系
1)メタンフェタミンを慢性投与して行動リズムを誘導したマウスの視交叉上核および他の脳部位の培養系を用いて、時計遺伝子発現リズムを部位別に解析した結果、中脳における時計遺伝子発現リズムがメタンフェタミン誘導行動リズムと一定の位相関係を維持していることが判明した。
2)明暗サイクルへの再同調過程で、回転輪を含む新奇環境に暴露すると、行動リズムの再同調が促進される。その際、筋肉や肺臓の末梢振動系の再同調も促進されるが、肝臓の末梢振動系は促進されなかった。新奇環境による再同調促進作用は末梢振動体への作用と考えられる。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The circadian pacemaker in the cultured suprachiasmatic nucleus from pup mice is highly sensitive to external perturbation.2008

    • 著者名/発表者名
      S. Nishide
    • 雑誌名

      Eur J Neurosci 28(in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scheduled exposures to a novel environment with a running-wheel differentially accelerate re-entrainment of mice peripheral clocks to new light-dark cycles.2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamanaka
    • 雑誌名

      Genes to Cells 13(in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A TTX sensitive local circuit is involved in the expression of PK2 and BDNF circadian rhythms in the mouse suprachiasmatic nucleus2008

    • 著者名/発表者名
      K. Baba
    • 雑誌名

      Eur J Neurosci 27

      ページ: 909-916

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体リズムの基礎知識2008

    • 著者名/発表者名
      本間 研一
    • 雑誌名

      日本臨床 66

      ページ: 45-52

  • [雑誌論文] 生体リズムの分子機構2008

    • 著者名/発表者名
      吉川 朋子
    • 雑誌名

      日本臨床 66

      ページ: 90-95

  • [雑誌論文] ヒト型睡眠の特徴とそのモデル2008

    • 著者名/発表者名
      増渕 悟
    • 雑誌名

      細胞工学

      ページ: 456-460

  • [雑誌論文] Circadian behavioral rhythms in Cry1/Cry2 double-deficient mice2007

    • 著者名/発表者名
      S. Honma
    • 雑誌名

      J Biol Rhythm, 22

      ページ: 91-94

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Daily restricted feeding resets the circadian clock in the suprachiasmatic nucleus of CS mice2007

    • 著者名/発表者名
      H. Abe
    • 雑誌名

      Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 292

      ページ: R607-R615

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Methamphetamine induces circadian oscillation in the brain outside the suprachiasmatic nucleus in rats2007

    • 著者名/発表者名
      S. Masubuchi
    • 雑誌名

      Sleep and Biol Rhythm 5

      ページ: 132-140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Separate oscillating cell groups in mouse suprachiasmatic nucleus couple photope riodically to the onset and end of daily activity2007

    • 著者名/発表者名
      N. Inagaki
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci USA, 104

      ページ: 7664-7669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Dosing Schedule of Daily Inhalant Dexamethasone to Minimize Phase-shifting of Clock Gene Expression Rhythm inthe Lungs of the Asthma. Mouse Model2007

    • 著者名/発表者名
      N. Hayasaka
    • 雑誌名

      Endocrinology 148

      ページ: 3316-3326

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple regulatory mechanisms for the circadian expression of hepatic Cyp7a2007

    • 著者名/発表者名
      M. Noshiro
    • 雑誌名

      J. Biol. Rhythms 22

      ページ: 299-311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of early lighting conditions in maternal care by dam as well as anxiety and memory later in life of offspring2007

    • 著者名/発表者名
      S. Toki
    • 雑誌名

      Eur J Neurosci 25

      ページ: 815-829

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラットの眠りをヒトの眠りにメタンフェタミンモデルを用いた睡眠覚醒リズム制御研究2007

    • 著者名/発表者名
      本間 さと
    • 雑誌名

      医学のあゆみ 220

      ページ: 279-284

  • [雑誌論文] 睡眠と生体リズム2007

    • 著者名/発表者名
      橋本 さとこ
    • 雑誌名

      日本薬理学会誌 129

      ページ: 400-403

  • [雑誌論文] 中枢時計と末梢時計2007

    • 著者名/発表者名
      棚橋 祐典
    • 雑誌名

      Clinical Neurosicence 250

      ページ: 1105-1108

  • [雑誌論文] Clock遺伝子と概日リズム形成2007

    • 著者名/発表者名
      中村 渉
    • 雑誌名

      Clinical Neurosicence 250

      ページ: 1112-1115

  • [学会発表] Respiratory Function and Biological Clock, Special Lecture2008

    • 著者名/発表者名
      K. Honma
    • 学会等名
      The 5th Sleep Respiratory Forum in Otaru
    • 発表場所
      Otaru, Japan
    • 年月日
      2008-02-29
  • [学会発表] Structure and Functions of Biological Clock2007

    • 著者名/発表者名
      K. Honma
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Itch
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2007-09-15
  • [学会発表] Time Structure of Physiology and Behaviors2007

    • 著者名/発表者名
      K. Honma
    • 学会等名
      50th Anniversary of Mexican Physiological Society
    • 発表場所
      Puebla, Mexico
    • 年月日
      2007-09-11
  • [図書] 時間生物学事典2008

    • 著者名/発表者名
      本間研一
    • 総ページ数
      326
    • 出版者
      朝倉書店

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2015-03-03  

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