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ヒトも含めほぼ全ての生物は、自身の体内に約24時間周期の固有の時計を持つ。この体内時計は、Per1等の時計遺伝子の自律した転写翻訳リズムにより生み出され、ホルモン分泌、血圧、体温、代謝のリズムを制御する。しかし、体内時計の周期は完全に24時間ではない。そのため、私たちは日々、地球の自転に伴う24時間周期の明暗リズムに、自身の体内時計を合わせる必要がある。この補正作用を、体内時計の同調機能という。同調機能の失調は、睡眠障害や代謝障害など様々な疾病の原因となるため、その詳細なシグナル伝達機構の解明が待たれていた。体内時計を制御する最高位中枢は、脳の視交叉上核(SCN)であり、網膜に到達した光刺激はSCNに伝達される。この経路はグルタミン酸作動性で、SCN神経細胞はAMPA型のグルタミン酸受容体を発現している。そこで私は、恒暗条件下で行動しているマウスの主観的夜の初期の時間に、AMPAをSCNに局所投与した。すると、マウスの行動リズムの位相が約70分間後退した。この位相後退は、AMPA受容体のアンタゴニストの同時投与で消失した。続いて私は、Per1の転写発現の概日リズムに対するAMPA受容体シグナルの効果を検証した。Per1のプロモーターでルシフェラーゼを発現するトランスジェニックマウスのSCNのルシフェラーゼ発光量は約24時間周期で振動する。この振動のピークから6時間後(主観的夜の初期に相当)にAMPAを投与すると、次の発光リズムの位相は約3時間後退し、14時間後(主観的夜の後期に相当)では、位相は約2時間前進した。これらの実験結果は、同調機能の分子メカニズムにおいて、AMPA受容体のシグナルの重要性を示唆するものである。
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