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哺乳類の約24時間の概日リズムの中枢は、脳深部の視床下部領域にある視交叉上核に存在する。視交叉上核は、網膜を介して光情報を受けて固有の周期を24時間に調節して、全身の細胞や臓器に統一のとれたリズム情報を伝達している。近年の研究により、概日リズムを生み出す分子や細胞レベルでのメカニズムが次第に明らかとなってきた。一方で、哺乳類の生体内ではレム-ノンレム睡眠サイクルやホルモン分泌など、様々な生理機能に数十分～数時間の短い周期のウルトラディアンリズムが観察される。しかしこれまでウルトラディアンリズムを長期的・高精細に計測するよい方法がなく，ウルトラディアンリズムを生成する脳領域がどこにあるのかは長く不明だった。
本研究課題で私は、視交叉上核の主な神経投射先である室傍核と傍室傍核領域の多数の神経細胞において、30分～4時間周期で同期する細胞内カルシウムのウルトラディアンリズムを見いだした。このリズムは室傍核と傍室傍核領域のみを単離した組織でも観察されることから、この部位がウルトラディアンリズムの発生源であることが分かった。また本研究年度において、微細加工技術によるマイクロパターニング手法を用いて、単一神経細胞を物理的に隔離して培養してリズムを評価できる実験系を確立した。室傍核/傍室傍核は多種の神経細胞から構成されることから、神経ネットワークレベルの解析と組み合わせれば、今後は階層をまたいだリズム評価ができると考える。
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