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2017 年度 実績報告書

ニューロンタイプ特異的遺伝子操作による中枢概日ペースメーカーの動作原理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H05120
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) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード概日リズム / 体内時計 / 視交叉上核 / バソプレシン / 血管作動性腸管ペプチド / 遺伝子操作マウス / GABA
研究実績の概要

本研究では、中枢概日ペースメーカー・視交叉上核(SCN)の神経ネットワークが、強固で安定した概日リズムを発振するメカニズムを、ニューロンタイプ特異的な遺伝子操作を用いて明らかにすることを目的としている。
本年度は、AVPニューロンとVIPニューロンの両方でBmal1を欠損したマウス(細胞時計を欠損したマウス)、および両方でcasein kinase 1 delta (CK1d)を欠損したマウス(細胞時計の周期が延長したマウス)を作成し、AVPニューロン、VIPニューロン単独での遺伝子操作と比較したが、AVPニューロンだけで欠損したマウスとフェノタイプは大きく変わらなかった。SCNによる概日リズム発振、概日周期決定において、AVPニューロンが主要な役割を果たしていると考えられる。AVPニューロン特異的Bmal1欠損マウスのSCN・AVPニューロンでは、細胞内Ca2+濃度の変動リズムが著しく減弱していることが、スライスの実験から明らかになった。また、SCNスライスでのAVPニューロン、VIPニューロンの電気生理学的な解析を行っており、AVPニューロンにおけるIPSCの振幅に日内変動が見られることや、AVPニューロンの静止膜電位形成のイオンメカニズムの一端を明らかにした。さらに、逆行性経シナプストレーサーを用いた、SCNのAVPニューロン、VIPニューロンの上流ニューロンの網羅的検索も進めており、今後さらに例数を増やして詳細な解析を行う予定である。

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

ほぼ研究計画の通りに、研究が進んでいる。

今後の研究の推進方策

SCNスライスでのAVPニューロン、VIPニューロン、さらにGPニューロンについて、その電気生理学的特性の解析を継続する。また、概日行動リズムに異常の現れるAVPニューロン特異的Bmal1欠損マウスのSCNスライスにおいて、AVPニューロンの電気生理学的性質がどのように変化しているか、29年度の結果を基にさらに詳細に解析する。また、ファイバーフォトメトリーを用いて、in vivoでAVPニューロンの活動(細胞内Ca2+濃度)の変動を計測する。さらに、変異型狂犬病ウイルス・逆行性経シナプストレーサーを用いた、SCN・AVPニューロン、VIPニューロンに投射する上流ニューロンの網羅的検索についても、29年度に引き続き30年度も継続する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] ワシントン大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ワシントン大学
  • [雑誌論文] Astrocytes Regulate Daily Rhythms in the Suprachiasmatic Nucleus and Behavior2017

    • 著者名/発表者名
      Tso Chak Foon、Simon Tatiana、Greenlaw Alison C.、Puri Tanvi、Mieda Michihiro、Herzog Erik D.
    • 雑誌名

      Curr Biol

      巻: 27 ページ: 1055~1061

    • DOI

      10.1016/j.cub.2017.02.037

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Serotonin neurons in the dorsal raphe mediate the anticataplectic action of orexin neurons by reducing amygdala activity2017

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Emi、Maejima Takashi、Yoshida Takayuki、Masseck Olivia A.、Herlitze Stefan、Yoshioka Mitsuhiro、Sakurai Takeshi、Mieda Michihiro
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 114 ページ: E3526~E3535

    • DOI

      10.1073/pnas.1614552114

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The roles of orexins in sleep/wake regulation2017

    • 著者名/発表者名
      Mieda Michihiro
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: 118 ページ: 56~65

    • DOI

      10.1016/j.neures.2017.03.015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disruption of Bmal1 Impairs Blood-Brain Barrier Integrity via Pericyte Dysfunction.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakazato R, Kawabe K, Yamada D, Ikeno S, Mieda M, Shimba S, Hinoi E, Yoneda Y, Takarada T.
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 37 ページ: 10052~10062

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.3639-16.2017

    • 査読あり
  • [学会発表] 視交叉上核の中枢概日時計におけるAVPニューロンの役割2018

    • 著者名/発表者名
      三枝理博
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetic manipulation of AVP neurons to uncover their roles in the circadian pacemaking of the SCN2017

    • 著者名/発表者名
      Mieda M, Ono D, Hasegawa E, Okamoto H, Honma S, Honma K, akurai T.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference-Chronobiology
    • 国際学会
  • [学会発表] 中枢概日時計の神経メカニズムの解析2017

    • 著者名/発表者名
      三枝理博
    • 学会等名
      中部日本生理学会
    • 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2017

    • 著者名/発表者名
      三枝理博、岡本仁、櫻井武
    • 学会等名
      日本時間生物学会
  • [学会発表] オレキシンによる睡眠・覚醒調節の神経メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      三枝理博
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-05-20  

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