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2021 年度 実績報告書

雌性生殖機能を中心とした概日時刻情報出力様式の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06360
研究機関明治大学

研究代表者

中村 孝博  明治大学, 農学部, 専任教授 (00581985)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード体内時計 / 視交叉上核 / 加齢 / 性周期 / 神経回路 / 化学・光遺伝学
研究実績の概要

概日リズムは生物が地球上で生存するために獲得・発達させてきた生命の基本機能である。哺乳類における概日時計中枢は脳・視床下部・視交叉上核(SCN)に存在するが、その時計中枢から出力される時刻情報がどのように各器官系が持つ生理機能に伝えられているか不明な点が多い。正確な日内ダイナミクスを制御するSCN機能的出力経路の解明は、健康分野では概日リズムの変調に起因する各種疾患の発生基盤の理解および対策の開発につながり、食糧生産分野では家畜の繁殖・育種の効率化に貢献する。本研究では、概日時計出力様式の解明を主目的とし、マウスを用い古典的なSCN隔離術・自由行動下動物の電気活動リズム記録と化学・光遺伝学的手法などの新しい手法を組み合わせ、この概日時計出力の機能的コネクトームの解明、特に、雌性生殖機能に入力する時刻情報経路の解明に挑んでいる。
これまでの結果として、SCNを隔離した(iSCN)マウスでは、概日活動リズム、脳内神経活動リズムや末梢組織における時計遺伝子発現リズムなどの振幅は低下していたが、概日リズム自体が消失することはなかったことが分かった。これらのことから、SCNからの神経性出力は概日リズムそのもののを制御していないが、振幅などのリズムの正確性に関わっている可能性が考えられる。SCN特異的に脳内のバソプレッシン(AVP)神経細胞の機能を停止させると性周期に表出する雌性生殖機能の低下が認められた。この動物にアデノ随伴ウイルスによる機能復元実験を行ったところ、野生型の動物同様の正常な性周期が認められた。さらに、AVP特異的に化学・光遺伝学を用いSCNのAVP神経細胞のみを不活性化させると性周期が乱れることが明らかになった。これらの結果と、iSCNマウスにおいても性周期が乱れることから、SCNのAVP神経細胞の神経出力は雌性生殖機能に重要な役割を果たしていることが示された。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Barnard College of Columbia University/Washington University in St Louis/University of California Los Angeles(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Barnard College of Columbia University/Washington University in St Louis/University of California Los Angeles
  • [国際共同研究] Leiden University Medical Center(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Leiden University Medical Center
  • [国際共同研究] Taipei Medical University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Taipei Medical University
  • [国際共同研究] Leibniz Institute(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Leibniz Institute
  • [雑誌論文] Oak extracts modulate circadian rhythms of clock gene expression in vitro and wheel-running activity in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Atsushi、Du Yao、Shiraishi Rena、Takahashi Yuki、Nakamura Takahiro J.、Shibata Shigenobu
    • 雑誌名

      Sleep and Biological Rhythms

      巻: 20 ページ: 255~266

    • DOI

      10.1007/s41105-021-00365-2

  • [雑誌論文] Role of heterozygous and homozygous alleles in cryptochrome-deficient mice2022

    • 著者名/発表者名
      Oda Yoshiaki、Takasu Nana N.、Ohno Sachi N.、Shirakawa Yukie、Sugimura Mitsutaka、Nakamura Takahiro J.、Nakamura Wataru
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 772 ページ: 136415~136415

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2021.136415

  • [雑誌論文] Secretin receptor-deficient mice exhibit robust food anticipatory activity2022

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Mizuki、Nishijima Ichiko、Nakamura Wataru、Nakamura Takahiro J.
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 772 ページ: 136462~136462

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2022.136462

  • [雑誌論文] Chronic methamphetamine uncovers a circadian rhythm in multiple-unit neural activity in the dorsal striatum which is independent of the suprachiasmatic nucleus2021

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Shota、Tahara Yu、Colwell Christopher S.、Block Gene D.、Nakamura Wataru、Nakamura Takahiro J.
    • 雑誌名

      Neurobiology of Sleep and Circadian Rhythms

      巻: 11 ページ: 100070~100070

    • DOI

      10.1016/j.nbscr.2021.100070

  • [雑誌論文] Circadian clock regulates tear secretion in the lacrimal gland2021

    • 著者名/発表者名
      Vu Chi Hoang Viet、Kawashima Motoko、Nakamura Wataru、Nakamura Takahiro J.、Tsubota Kazuo
    • 雑誌名

      Experimental Eye Research

      巻: 206 ページ: 108524~108524

    • DOI

      10.1016/j.exer.2021.108524

  • [雑誌論文] GABA from vasopressin neurons regulates the time at which suprachiasmatic nucleus molecular clocks enable circadian behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Maejima Takashi、Tsuno Yusuke、Miyazaki Shota、Tsuneoka Yousuke、Hasegawa Emi、Islam Md Tarikul、Enoki Ryosuke、Nakamura Takahiro J.、Mieda Michihiro
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 ページ: e2010168118

    • DOI

      10.1073/pnas.2010168118

  • [雑誌論文] Editorial: Development of Circadian Clock Functions2021

    • 著者名/発表者名
      Myung Jihwan、Nakamura Takahiro J.、Jones Jeff R.、Silver Rae、Ono Daisuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 15 ページ: 735007

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.735007

  • [雑誌論文] Diurnal Variation in Trigeminal Pain Sensitivity in Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Niiro Ayako、Ohno Sachi N.、Yamagata Kanae A.、Yamagata Kazuaki、Tomita Kazuo、Kuramoto Eriko、Oda Yoshiaki、Nakamura Takahiro J.、Nakamura Wataru、Sugimura Mitsutaka
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 15 ページ: 703440

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.703440

  • [雑誌論文] Electrophysiological Approaches to Studying the Suprachiasmatic Nucleus2021

    • 著者名/発表者名
      Michel Stephan、Nakamura Takahiro J.、Meijer Johanna H.、Colwell Christopher S.
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol .

      巻: 2130 ページ: 303~324

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0381-9_23

  • [学会発表] 雌性生殖機能におけるAVPニューロン特異的GABAシグナリングの役割2021

    • 著者名/発表者名
      杉山瑞樹、陳佳旭、三枝理博、中村孝博
    • 学会等名
      第28回日本時間生物学会学術大会
  • [学会発表] 概日リズムに駆動する液性出力候補因子BDNFの評価2021

    • 著者名/発表者名
      宮﨑翔太、中村渉、中村孝博
    • 学会等名
      第28回日本時間生物学会学術大会
  • [学会発表] 雌性生殖におけるAVPニューロンの役割2021

    • 著者名/発表者名
      陳佳旭、杉山瑞樹、三枝理博、中村孝博
    • 学会等名
      第28回日本時間生物学会学術大会
  • [学会発表] CBA 系統マウスにおける概日リズムの亜系統差2021

    • 著者名/発表者名
      白石麗奈、橋本惇能、武井美澪、下村和宏、中村孝博
    • 学会等名
      第28回日本時間生物学会学術大会
  • [学会発表] 女子大学生における月経周期と概日リズムの相関2021

    • 著者名/発表者名
      小髙つぐみ、高須奈々、中村渉、 中村孝博
    • 学会等名
      第28回日本時間生物学会学術大会
  • [学会発表] IVCシステム使用時の微生物モニタリングの一例2021

    • 著者名/発表者名
      佐古典久、市瀬誠一、直井実穂、中村孝博、加藤克彦
    • 学会等名
      第55回日本実験動物技術者協会総会
  • [学会発表] IVCシステム使用時の微生物モニタリング法の構築2021

    • 著者名/発表者名
      佐古典久、市瀬誠一、直井実穂、中村孝博、加藤克彦
    • 学会等名
      静岡実験動物研究会 令和2-3年度大会(第50回総会及び第48回研究発表会)
  • [備考] 明治大学農学部動物生理学研究室

    • URL

      http://www.isc.meiji.ac.jp/~chrono/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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