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2015 年度 実施状況報告書

発達期における社会的時差ボケが生体リズムの環境適応機構に及ぼす可塑性

研究課題

研究課題/領域番号 26462809
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 渉  大阪大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (60372257)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード概日リズム / 体内時計 / 視交叉上核 / 社会的時差ボケ
研究実績の概要

平日(月・火・水・木・金)と週末(土・日)をシミュレートした1週間光環境サイクル、いわゆる「社会的時差ボケ」スケジュールは、middle-aged期における雌マウスに、性周期不整を引き起こすことを発見した(Takasu et al. Cell Rep. 2015)。雌性生殖機能は加齢と共に減退し、閉経を迎えるまでの移行期には性周期の不整や消失を伴う。概日リズム機能もまた加齢の影響から逃れることはできず、middle-aged期にはすでに自由継続周期の変化、リズム位相の不整、視交叉上核神経出力の減弱がみとめられる。時計遺伝子Cry KOマウスは、自由継続周期に変調をきたしCry1 KOは概日周期の短縮を、Cry2 KOは概日周期の延長を呈するが、24時間周期の明暗サイクルに同調し、野生型と同等の繁殖が可能である。社会的時差ボケ環境下で性周期不整を示す野生型雌性マウスに対し、Cry KO雌性マウスは、本来、妊娠・出産可能な8~12ヶ月齢期に早期性周期不整を伴う不妊を呈することをみいだした。Middle-aged Cry1, 2 KO マウスに生じる性周期不整と早期不妊は、環境明暗サイクルをマウス遺伝型固有の周期に調整することで劇的に改善された。さらに、社会的時差ボケ時における視床下部・視交叉上核の発光レポーターリズム ex vivo記録系により、概日リズム中枢の1週間位相変位動態を記録し、生理機能不全が視交叉上核リズム出力の位相変位に起因するものであるとの結論を得た。
以上の結果は、サーカディアンペースメーカーの環境リズムと生理機能タイミングとの調和をはかる重要性、すなわち「生物時計活用戦略」を明示する。また、生殖機能の早期減退が概日リズム機能の加齢変調によって生じるリスクと共に、環境の最適化により早期不妊症を回避できる「サーカディアン戦略」を示唆している。

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

「社会的時差ボケ」と加齢による生殖機能減弱の因果関係は、当初H27年度研究計画にはなかったが、慢性的時差ボケに作用する主要因子の検討が済んでいたため、厳密な結論を得ることができた。

今後の研究の推進方策

最終年度は、「社会的時差ボケ」環境光スケジュールを用い、育成環境の撹乱が生理機能リズム制御神経回路に引き起こす神経可塑性について検討する。

次年度使用額が生じた理由

論文公表後の成果報告のため、旅費の比重が増した。前年度未使用分にて、ほぼ計画使用額と同等になった。

次年度使用額の使用計画

未使用分は研究補助員の謝金に充て、研究の更なる進展をはかる。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] The suprachiasmatic nucleus: age-related decline in biological rhythms.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura TJ, Takasu NN, Nakamura W
    • 雑誌名

      J Physiol Sci.

      巻: 66 ページ: 367-374

    • DOI

      10.1007/s12576-016-0439-2

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cryptochrome-dependent circadian periods in the arcuate nucleus.2016

    • 著者名/発表者名
      Uchida H, Nakamura TJ, Takasu NN, Todo T, Sakai T, Nakamura W.
    • 雑誌名

      Neurosci Lett.

      巻: 610 ページ: 123-128

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2015.10.071

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recovery from age-related infertility under environmental light-dark cycles adjusted to the intrinsic circadian period.2015

    • 著者名/発表者名
      Takasu NN, Nakamura TJ, Tokuda IT, Todo T, Block GD, Nakamura W.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 12 ページ: 1407-1413

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2015.07.049

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Disruption of MeCP2 attenuates circadian rhythm in CRISPR/Cas9-based Rett syndrome model mouse.2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Y, Minami Y, Umemura Y, Watanabe H, Ono D, Nakamura W, Takahashi T, Honma S, Kondoh G, Matsuishi T, Yagita K.
    • 雑誌名

      Genes Cells.

      巻: 20 ページ: 992-1005

    • DOI

      10.1111/gtc.12305

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Melatonin inhibits embryonic salivary gland branching morphogenesis by regulating both epithelial cell adhesion and morphology.2015

    • 著者名/発表者名
      Obana-Koshino A, Ono H, Miura J, Sakai M, Uchida H, Nakamura W, Nohara K, Maruyama Y, Hattori A, Sakai T.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 ページ: e0119960

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0119960

    • 査読あり
  • [学会発表] 内因性概日リズムに最適化した環境明暗サイクルによる加齢性不妊症状の改善2016

    • 著者名/発表者名
      中村渉、高須奈々
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] 視交叉上核の概日リズム位相後退が引き起こす“社会的”時差ボケ2016

    • 著者名/発表者名
      草野慎之介、中西祐一郎、中村孝博、高須奈々、中村渉
    • 学会等名
      第11回環境生理学プレコングレス
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-21
  • [学会発表] Recovery from age-related infertility under environmental light-dark cycles adjusted to the intrinsic circadian period.2015

    • 著者名/発表者名
      Takasu NN, Nakamura W
    • 学会等名
      International Symposium 2015 Oral and Craniofacial Development and Diseases
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-12-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 哺乳類サーカディアンペースメーカーの生理機能制御2015

    • 著者名/発表者名
      中村渉
    • 学会等名
      第22回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都・. 文京区)
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-22
  • [学会発表] マウス概日行動リズムの加齢変化と“社会的”時差ボケ2015

    • 著者名/発表者名
      高須奈々、中村孝博、草野慎之介、中西祐一郎、徳田功、中村渉
    • 学会等名
      第22回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都・. 文京区)
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-22
  • [学会発表] Light responsiveness and phase adjustment of the Biological Clock2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura W
    • 学会等名
      International Society of Internet Addiction (ISIA) 4th Annual Conference
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-10-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of aging on circadian pacemakers in mice2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura W
    • 学会等名
      Asian Forum on Chronobiology
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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