真の概日中枢時計ニューロンの同定

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15039
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 三枝 理博 金沢大学, 医学系, 教授 (20296552)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 概日リズム / 体内時計 / Bmal1 / AVP / VIP

研究実績の概要

概日リズム中枢・視交叉上核（SCN）の神経ネットワークについて、真の中枢時計として概日リズムを発振するのは一部のニューロンで、他のSCNニューロンはこの「真の時計ニューロン」に依存して概日振動を増幅しSCN外へと時間情報を発信する、との仮説を検証し、「真の時計ニューロン」を同定することを目的とする。
Bmal1欠損マウス（Bmal1-/-）は概日リズムを示さない。27年度の研究ではSCNの主要なニューロンタイプ2種類、AVPニューロンとVIPニューロンについて、Bmal1-/-においてそれぞれのニューロンタイプ特異的にBmal1の発現を回復して細胞時計の機能を復活させても、いずれの場合も概日行動リズムは回復しないことが分かった。方法は、まずBmal1-/-マウスと、AVPニューロン特異的Cre発現マウスあるいはVIPニューロン特異的Cre発現マウスを交配し、Avp-Cre;Bmal1-/-マウス、Vip-Cre;Bmal1-/-マウスを作製した。次に、これらのマウスのSCNに、Cre依存的にBmal1を発現する組換えAAVベクターを局所感染させ、SCNのAVPあるいはVIPニューロンのみでBmal1が発現し細胞時計が機能するマウスを作製した。27年度の結果を受けて28年度は、Avp-Cre;VIP-Cre;Bmal1-/-マウスを作成し、同様の方法でAVPニューロン、VIPニューロンの両方にBmal1発現の回復を行った。残念ながら、AVPニューロン、VIPニューロン両方にBmal1発現を回復させても、概日行動リズムは回復しなかった。原因としては、①他のタイプの細胞も関与する、②Bmal1-/-マウスではSCN神経ネットワークが正常に発達しておらず、生体マウスになったらBmal1発現を回復しても中枢概日時計としての機能は回復しない、等の可能性が考えられる、

研究成果

• [雑誌論文] Bone Resorption Is Regulated by Circadian Clock in Osteoblasts.The intrinsic microglial clock system regulates interleukin-6 expression. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakazato R, Hotta S, Yamada D, Kou M, Nakamura S, Takahata Y, Tei H, Numano R, Hida A, Shimba S, Mieda M, Hinoi E, Yoneda Y, Takarada T
  • 雑誌名: Glia 巻: 65 ページ: 198-208
  • DOI: 10.1002/glia.23087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine-Tuning Circadian Rhythms: The Importance of Bmal1 Expression in the Ventral Forebrain. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mieda M, Hasegawa E, Kessaris N, Sakurai T
  • 雑誌名: Front Neurosci 巻: 11 ページ: 55
  • DOI: 10.3389/fnins.2017.00055
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synchronous circadian voltage rhythms with asynchronous calcium rhythms in the suprachiasmatic nucleus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Enoki R, Oda Y, Mieda M, Ono D, Honma S, Honma KI
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 114 ページ: E2476-E2485
  • DOI: 10.1073/pnas.1616815114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulating the Cellular Circadian Period of Arginine Vasopressin Neurons Alters the Behavioral Circadian Period (2016)
  • 著者名/発表者名: Mieda M, Okamoto H, Sakurai T
  • 雑誌名: Curr Biol 巻: 26 ページ: 2535-2542
  • DOI: 10.1016/j.cub.2016.07.022
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] QRFP-Deficient Mice Are Hypophagic, Lean, Hypoactive and Exhibit Increased Anxiety-Like Behavior. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto K, Yamasaki M, Takao K, Soya S, Iwasaki M, Sasaki K, Magoori K, Sakakibara I, Miyakawa T, Mieda M, Watanabe M, Sakai J, Yanagisawa M, Sakurai T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 ページ: e0164716
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0164716
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] バソプレシン産生ニューロンは視交叉上核のペースメーカー機能に重要な役割を果たす (2017)
  • 著者名/発表者名: 三枝理博
  • 学会等名: 日本生理学会
  • 発表場所: アクトシティ浜松 (静岡県浜松市)
  • 年月日: 2017-03-28 – 2017-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] AVP neurons play a critical role in the circadian pacemaking of the SCN. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mieda M
  • 学会等名: Sapporo Symposium on Biological Rhythm.
  • 発表場所: 北海道大学（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-11-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] AVPニューロンの細胞時計の周期に応じて概日行動リズムの周期も変化する (2016)
  • 著者名/発表者名: 三枝理博、岡本仁、櫻井武
  • 学会等名: 日本神経科学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20 – 2016-07-22
• [学会発表] Manipulating the cellular circadian period of AVP neurons alters the behavioral circadian period. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mieda M, Okamoto H, Sakurai T
  • 学会等名: Society for Research on Biological Rhythms (SRBR)
  • 発表場所: The Innisbrook Golf Resort (Palm Harbor, Florida, USA)
  • 年月日: 2016-05-21 – 2016-05-25
  • 国際学会