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2019 年度 実績報告書

概日リズム周期の決定機構解明と操作

公募研究

研究領域宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
研究課題/領域番号 18H04972
研究機関金沢大学

研究代表者

三枝 理博  金沢大学, 医学系, 教授 (20296552)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードサーカディアンリズム / 体内時計 / 視交叉上核 / 神経ネットワーク / バソプレシン / 遺伝子操作マウス
研究実績の概要

概日リズム周期の操作は地球外生活に有用な技術となる。概日リズム中枢・視交叉上核(SCN)は、多種ニューロンから成るネットワークである。本研究では、SCN神経ネットワークの概日周期決定機構を理解し、さらに周期操作方法の開発を目指す。以前、AVPニューロンのみで細胞時計周期を長くする(casein kinase 1d: CK1dを欠損する)と、概日行動リズムの周期も延長することから、AVPニューロンが概日周期を決定するペースメーカー細胞の少なくとも一部であることを見出した。昨年度はCK1dをSCN全体、AVPニューロンのみ、VIPニューロンのみで欠損したマウスの行動周期を比較し、AVPニューロンがSCN全体が発振する概日周期の主要な決定要因と結論した。
本年度は各マウス系統のSCNスライスの概日リズムを、Per2::Lucレポーターマウスを用いた発光イメージングで解析した。AVPニューロン特異的欠損マウスは行動リズム周期延長にもかかわらず、SCNスライスのPER2::LUCリズムに一貫した周期延長が再現されない。in vivoではSCN背側部(AVPニューロンが主)と腹側部が相互作用し単一の長周期をSCNが発振するが、スライスでは神経連絡や細胞外環境が保たれず、腹側部が優位になり背側部の周期までを制御すると考えられた。SCN全体欠損マウスではスライスでも比較的長期間周期延長が観察されたが、振動は明らかに減衰した。腹側部-背側部相互作用の分子実体を明らかにすべく、AVPニューロン特異的欠損マウスのSCNスライスで周期延長を再現できる薬理学的処理を検索中で、手がかりを得つつある。またファイバーフォトメトリーを用い、当該マウスの生体内でのSCN活動リズムを測定中である。概日リズム操作も行い、化学遺伝学でVIPニューロンを刺激すると、行動リズムが時刻依存的にシフトすることを見いだした。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] German Cancer Research Center(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      German Cancer Research Center
  • [雑誌論文] The central circadian clock of the suprachiasmatic nucleus as an ensemble of multiple oscillatory neurons.2020

    • 著者名/発表者名
      Mieda M.
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.08.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 概日時計と睡眠2020

    • 著者名/発表者名
      三枝理博
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 71 ページ: 18-22

  • [雑誌論文] Dopamine D2L Receptor Deficiency Causes Stress Vulnerability through 5-HT1A Receptor Dysfunction in Serotonergic Neurons.2019

    • 著者名/発表者名
      Shioda N, Imai Y, Yabuki Y, Sugimoto W, Yamaguchi K, Wang Y, Hikida T, Sasaoka T, Mieda M, Fukunaga K.
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 39 ページ: 7551-7563

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.0079-19.2019

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] レム睡眠発現制御・情動脱力発作とナルコレプシー2019

    • 著者名/発表者名
      三枝理博
    • 雑誌名

      睡眠医療

      巻: 13 ページ: 367-373

  • [学会発表] AVPニューロン特異的小胞GABAトランスポーターノックアウトマウスにおける視交叉上核概日リズムのインビボ解析2020

    • 著者名/発表者名
      津野祐輔、前島隆司、長谷川恵美、三枝理博
    • 学会等名
      第97回日本生理学会学術大会
  • [学会発表] 中枢概日時計神経ネットワークの遺伝学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      三枝理博
    • 学会等名
      第26回日本時間生物学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] AVPニューロン特異的Vgatノックアウトマウスにおける視交叉上核概日リズムのインビトロ、行動、及びインビボ解析2019

    • 著者名/発表者名
      津野祐輔、前島隆司、長谷川恵美、三枝理博
    • 学会等名
      第26回日本時間生物学会学術大会
  • [学会発表] GABAergic transmission of AVP neurons regulates correctly timed output of the central circadian pacemaker of the SCN.2019

    • 著者名/発表者名
      三枝理博、長谷川恵美、津野祐輔、前島隆司
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会

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公開日: 2021-01-27  

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