概日時計が制御するシンギュラリティー神経回路の探索

2022 年度 実績報告書

• 研究領域: シンギュラリティ生物学
• 研究課題/領域番号: 21H00422
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 小野 大輔 名古屋大学, 環境医学研究所, 講師 (30634224)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 概日リズム / 神経回路 / 光操作 / 体温 / 視交叉上核

研究実績の概要

実験動物であるマウスを低温環境で給餌を一時的に行わない絶食条件にすると、能動的低代謝を示し体温が室温にまで低下する。この低代謝状態を休眠と呼ぶ。これまでの申請者の研究から、この休眠導入のタイミングは絶食を開始するタイミングが明期か暗期かに関わらず、暗期の後半から明け方にみられる事が分かってきた。つまり、低温・絶食により何らかの負債が体内で蓄積し（休眠負債と定義する）、その条件で生体が示す特定の時間がくると休眠に入ることが可能になる。ここで生体の時間調節機構として概日時計が重要な役割を持つと考えられる。睡眠・覚醒などの生理機能の２４時間のリズムを調節しているのが、この概日時計である。本研究では、低温・絶食により蓄積する休眠負債因子が作用する神経細胞と、概日時計により制御される神経細胞がオーバーラップする神経細胞群を、休眠を誘導するシンギュラリティー細胞とし、７千万あるというマウスの神経細胞の中から、その細胞と神経回路を見つけ出す。
今年度は視交叉上核の活性化により、日内休眠が抑制されるという事から、日内休眠を誘導する脳領域の同定を行った。その結果、複数の脳領域が視交叉上核からの入力を受け、神経活動が抑制され、その結果日内休眠が抑制されている事を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] 北京大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 北京大学
• [雑誌論文] Network-driven intracellular cAMP coordinates circadian rhythm in the suprachiasmatic nucleus (2023)
  • 著者名/発表者名: Ono, D., Wang, H., Hung, J.C., Wang, T.H., Kon, N., Yamanaka, A., Li, Y., and Sugiyama, T.
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 9(1) ページ: eabq7032
  • DOI: 10.1126/sciadv.abq7032
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Serotonergic neurons control cortical neuronal intracellular energy dynamics by modulating astrocyte-neuron lactate shuttle (2023)
  • 著者名/発表者名: Natsubori,A., Hirai,S., Kwon, S., Ono, D., Deng, F., Wan, J., Miyazawa, M., Kojima,T., Okado,H., Karashima,A., Li, Y., Tanaka,F. K., and Honda, M.
  • 雑誌名: iScience 巻: 1(20) ページ: 105830
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.105830
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Level of constitutively expressed BMAL1 affects the robustness of circadian oscillations (2022)
  • 著者名/発表者名: Padlom, A., Ono, D., Hamashima, R., Furukawa, Y., Yoshimura, T., and Nishiwaki-Ohkawa, T
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 ページ: 19519
  • DOI: 10.1038/s41598-022-24188-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neural circuits in the central circadian clock and their regulation of sleep and wakefulness in mammals (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono, D.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 182 ページ: 44932
  • DOI: 10.1016/j.neures.2022.05.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional interaction between GABAergic neurons in the ventral tegmental area and serotonergic neurons in the dorsal raphe nucleus (2022)
  • 著者名/発表者名: Rahaman, S.M., Chowdhury, S., Mukai, Y., Ono, D., Yamaguchi, H. and Yamanaka, A.
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 15 ページ: 808754
  • DOI: 10.3389/fnins.2022.877054
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Network-driven intracellular cAMP coordinates circadian rhythm in the suprachiasmatic nucleus (2023)
  • 著者名/発表者名: 小野大輔，Huan Wang, Chi Jung Hung, Hsin-tzu Wang, 山中章弘，Yulong Li, 杉山崇
  • 学会等名: 第100回日本生理学会
• [学会発表] The central circadian clock regulates wakefulness via CRF neurons in the hypothalamus (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono, D.
  • 学会等名: Journal of Neurochemistry Mini-meet
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Network-driven intracellular cAMP coordinates circadian rhythm in mouse suprachiasmatic nucleus (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono, D., Wang, H., Hung, J.C., Wang, T.H., Kon, N., Yamanaka, A., Li, Y., and Sugiyama, T.
  • 学会等名: International Symposium on Chronogenesis
  • 国際学会
• [学会発表] Network-driven intracellular cAMP coordinates circadian rhythm in mouse suprachiasmatic nucleus (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono, D.
  • 学会等名: 第29回日本時間生物学会
• [学会発表] Network driven circadian cAMP rhythm in the mouse suprachiasmatic nucleus (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono, D., Hung, J.C.,Yamanaka. A., and Sugiyama, T.
  • 学会等名: NEURO2022
• [備考] 体内時計中枢における細胞内 cAMP の機能を解明
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Sci_230105.pdf
• [備考] My home page
  • URL: https://daiono14.wixsite.com/circadianrhythm