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哺乳類の体内時計中枢である視交叉上核が周辺脳領域の時計を制御するためにどのように時刻情報を伝達しているのか未だ不明である。そこで申請者は、発光測定系を用いて組織培養下における視交叉上核と室傍核下部領域の時計遺伝子の振動を同時測定することで、その制御機構の解明を試みた。
申請者は視交叉上核と室傍核下部領域の時刻情報伝達機構を解明するために、mPer2Lucノックインマウスから視交叉上核と室傍核下部領域を含んだ脳組織片を作製し、CCDカメラを用いて各領域の発光リズムを測定した。そして、視交叉上核と室傍核下部領域の発光リズムが逆位相であることを確認した。また室傍核下部領域単独培養では発光リズムはすぐに消失してしまうが、そこに視交叉上核を加えて共培養すると発光リズムが回復することを発見した。さらにこの回復した室傍核下部領域の発光リズムは視交叉上核とは逆位相であった。これは共培養することによって再構築された視交叉上核と室傍核下部領域間のネットワークに時刻制御機構が存在していることを示唆している。そこで申請者は共培養することによってどのようなネットワークが両領域間で再構築されたのか検証することとした。共培養により室傍核下部領域の発光リズムが回復した組織片を用いて神経細胞マーカー、グリア細胞マーカーの免疫染色を行った結果、両領域間への神経細胞の軸索伸張は確認できず、グリア細胞によって両組織片が結合していた。また蛍光トレーサーを用いて神経経路の探索を行ったが、やはり両領域間への神経細胞の軸索伸張は確認できなかった。そこで時刻制御機構にはグリア細胞が重要であると考え、共培養開始時にグリア細胞増殖抑制剤を添加した。しかしながら、通常より時間を要するものの発光リズムが回復する傾向にあった。そのため、時刻制御機構には液性因子または物理的接触による電気シグナルが重要ではないかと考えている。
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