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2014 年度 実績報告書

ヒトのメラノプシン遺伝子多型と生理機能:機能的潜在性の発現と環境適応能

研究課題

研究課題/領域番号 24370102
研究機関九州大学

研究代表者

樋口 重和  九州大学, 芸術工学研究科(研究院), 教授 (00292376)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード光 / 波長 / メラノプシン / 瞳孔 / 遺伝子多型
研究実績の概要

網膜の神経節細胞の一部はメラノプシンと呼ばれる光色素を発現し、生体リズムの光同調だけでなく、メラトニンの光抑制や瞳孔の対光反応などの急性的反応に大いに寄与する。我々の今までの研究で、ヒトのメラノプシン遺伝子(OPN4)の一塩基多型(SNP)の中で、ミスセンス突然変異を引き起こすI394T SNP(rs1079610)と瞳孔反射や睡眠習慣との関連について調べ、I394Tの遺伝子型によって光感受性が異なることがわかった。一方で、メラノプシンは約480 nmでピーク反応性を示す特徴を有することが知られている。今年度は、遺伝子型の間でピーク反応性の比較を行った。実験では、10種類の単波長光に対する瞳孔の縮瞳率(%)から光波長反応曲線を推定した。その結果、TC型の反応曲線がTT型に比べてより短い波長の方にシフトしており、両者のピーク反応性が有意に異なることが明らかになった(TT型:λmax 482 nm、でTC型:λmax 477 nm)。本研究より、OPN4遺伝子多型I394Tはメラノプシンの分光感度にも関連することが示唆された。また、先行研究では青色光(λpeak 465 nm)でCアリルを持つ遺伝子型(TC、CC型)がTT型より光に敏感に反応することがわかっていたが、それには遺伝子型によるピーク反応性の違いが関連している可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

夜間の2時間の暗順応によって、その後の光曝露によるメラトニン抑制が強まることを明らかにした。この暗順応後の光感受性の増加はメラノプシンの潜在的な機能の一種と考えられる。しかしながら、暗順応後の光感受性の増加と遺伝子型との関係についてはまだ検討できていない。

今後の研究の推進方策

暗順応後の光感受性の増加と遺伝子型の関係を明らかにするには、より多くの被験者と実験が必要なため予算の関係から実施は困難である。今年度は、最も新しい研究成果(メラノプシン遺伝子型で瞳孔の対光反応のピーク波長が異なるところ明らかにした成果)を論文にまとめる予定である。

次年度使用額が生じた理由

本研究では、今までに光に対する非視覚的な作用の個人差と光感受性物質であるメラノプシンの遺伝子多型と関連を明らかにしてきた。最後の実験として、メラノプシンの光感受性の波長特性を詳細に明らかにするための実験を行い、分析の途中ではあるが興味深い結果が得られている。研究の進捗が予定より遅れたため、結果成果のまとめ、成果の公表(学会発表と論文投稿)のための予定していた額が未使用となっている。

次年度使用額の使用計画

人件費として、実験結果のデータ整理や分析のために研究補助者を雇用するために使用。旅費として、研究成果を報告するために学会参加(2015年6月に北海道で開催される日本生理人類学会への参加)の旅費として使用。その他として、研究成果を海外の学術雑誌に投稿するために、英文校正費や論文投稿および掲載費として使用(2015年秋に論文掲載を予定)。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] 光のサーカディアンリズムとメラトニン分泌への作用の個人差2015

    • 著者名/発表者名
      樋口 重和、 李 相逸
    • 雑誌名

      照明学会誌

      巻: 99 ページ: 20-24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Association between the melanopsin gene polymorphism OPN4*Ile394Thr and sleep/wake timing in Japanese university students.2014

    • 著者名/発表者名
      Lee SI, Hida A, Kitamura S, Mishima K, Higuchi S
    • 雑誌名

      J Physiol Anthropol

      巻: 33(1): 9 ページ: -

    • DOI

      10.1186/1880-6805-33-9.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of Light at Night on Melatonin Suppression in Children.2014

    • 著者名/発表者名
      Higuchi S, Nagafuchi Y, Lee SI, Harada T
    • 雑誌名

      J Clin Endocrinol Metab.

      巻: 99(9) ページ: 3298-3303

    • DOI

      10.1210/jc.2014-1629.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Phenotypic variations in non-visual effects of light associated with melanopsin and clock gene polymorphism in human.2015

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Higuchi、Hroki Oota
    • 学会等名
      International Symposium on Human Adaptation to Environment and Whole-body Coordination
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-03-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 生理学的なヒトの概日リズムの評価方法2014

    • 著者名/発表者名
      樋口 重和
    • 学会等名
      第21回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-11-08
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of light before bed time on melatonin suppression and circadian phase in children.2014

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Higuchi
    • 学会等名
      光生物・光化学応用研究フォーラム
    • 発表場所
      合肥(中国)
    • 年月日
      2014-10-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Association Between Circadian phase and Light before Bedtime in Japanese Children and their parents.2014

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Higuchi、Sang-il Lee、Yuki Nagafuchi、Kazuki Harada
    • 学会等名
      19th Congress of the European Anthropological Association
    • 発表場所
      Moscow(Russia)
    • 年月日
      2014-08-26
  • [学会発表] メラノプシン遺伝子多型と光感受性および睡眠の関係2014

    • 著者名/発表者名
      樋口 重和
    • 学会等名
      日本睡眠学会第39回定期学術集会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2014-07-04 – 2014-07-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparison of Light-induced melatonin suppression in children and adults.2014

    • 著者名/発表者名
      Shigekazu Higuchi、 Sang-il Lee、 Yuki Nagahuchi、 Tetsuo Harada
    • 学会等名
      26th Society for Light Treatment and Biological Rhythms (SLTBR)
    • 発表場所
      Vienna(Austria)
    • 年月日
      2014-06-27
  • [学会発表] The I394T single nucleotide polymorphism of human melanopsin gene is associated with spectral sensitivity of melanopsin.2014

    • 著者名/発表者名
      Sang-il Lee、 Akiko Hida、 Shigekazu Higuchi
    • 学会等名
      26th Society for Light Treatment and Biological Rhythms (SLTBR)
    • 発表場所
      Vienna(Austria)
    • 年月日
      2014-06-27
  • [学会発表] Association between genetic polymorphism of melanopsin photoreceptor and sleep/wake timing.2014

    • 著者名/発表者名
      Sang-il Lee、Shigekazu Higuchi
    • 学会等名
      The International union of anthropological and ethnological sciences with The Japanese Society of Cultural Anthropology 50th Anniversary (IUAES)
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2014-05-15
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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