2015 Fiscal Year Annual Research Report
生体の温度センシング・温度応答・体温制御における概日時計機構の役割の解明
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
15H05933
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
土居 雅夫 京都大学, 薬学研究科, 准教授 (20432578)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 時間生物学 / 温度 / 生理学 / 神経科学 / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度の研究計画に従って概日時計が関与する未解決の温度生物学上の問題ついての研究調査スクリーニングを行った。具体的には、温度変化が体内時計の位相を変化させる仕組みに関して、培養細胞を用いた温度アッセイ系を構築し、その系を用いて温度と体内時計機構の接点となりえる時計遺伝子の状態量の変化をとらえることができるようになった。また、脳内のサーカディアンリズム中枢が体温の日内リズムを生み出すための神経回路を調査する中で、脳内中枢時計器官である視床下部の視交叉上核ニューロンにおいて新規のオーファンG蛋白質共役受容体シグナルが作動することを明らかにすることができた（Doi et al., Nat Commun 2016）。また、生きたままの生体での体温の日内変動と脳内の視交叉上核ニューロンの活動リズムを同時比較解析するための基盤技術として、無麻酔・無拘束下の動物の視交叉上核ニューロンに発現する時計遺伝子の発現変動をリアルタイムで観測することができるようになった（Yamaguchi et al., J Biol Rhythms 2016）。この他、計画班A01-2およびA01-4との連携によって、細胞内温度応答分子下流シグナルを検出するためのアッセイ法の整備を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画に従って概日時計が関与する未解決の温度生物学上の問題ついての研究調査スクリーニングを行った結果、現状で予想以上に良好な結果が得られつつあるため。具体的には、温度変化が体内時計の位相を変化させる仕組みに関して、培養細胞を用いた温度アッセイ系を構築することに成功し、さらには、その系を用いて温度と体内時計機構の接点となりえる時計遺伝子の状態量の変化をとらえることができた。またさらに、計画班A01-4の岡部らとの共同研究においては顕微鏡下での単一培養細胞リズム追跡法と経時的加温プログラムを整備することができた。またこれに並行して進めた計画班A01-2の今本らとの連携によって、細胞内温度応答分子Hikeshi欠損細胞を用いた培養細胞でのアッセイを行った結果、当該分子を介したシグナルが細胞時計の周期調節に関与する可能性を見出すことができた。脳内のサーカディアンリズム中枢が体温の日内リズムを生み出すための神経路の調査においては、昨年度の結果、脳内中枢部位である視交叉上核ニューロンから分泌される神経ペプチド群の一部にその関与が示唆される所見が得られたため、当初の計画のとおり、当該ペプチドあるいはその受容体を欠損させた遺伝子改変動物の作製を開始することができた。このように計画は順当に進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き当初の研究計画に従って概日時計が関与する未解決の温度生物学上の問題にあたるが、とくに、前年度の研究調査スクリーニングによって良好な所見が得られつつある下記の課題により大きな重点をおいて研究を進める。具体的には、温度変化が体内時計の位相を変化させる仕組みに関して、温度と体内時計機構の接点となりえる時計遺伝子の状態量の変化をとらえることができたため、この現象に至る細胞内分子パスウェイの解明に焦点をあてた解析を行う。この解析には計画班A01-4の岡部らと共同で開発をした顕微鏡下での単一培養細胞リズム追跡法と経時的加温プログラムを用いる予定である。また、同じく計画班A01-2の今本らと共同研究によって、細胞内温度応答分子Hikeshiの細胞時計機構への関与が認められたため、この機能的な表現型が生体においても認められるかどうかを当遺伝子コンディショナルノックアウトマウスを用いた動物実験により検証する。また、脳内のサーカディアンリズム中枢が体温の日内リズムを生み出すための神経路の調査においては、昨年度の結果、脳内中枢部位である視交叉上核ニューロンから分泌される神経ペプチド群の一部にその関与が示唆される所見が得られたため、当初の計画のとおり、当該ペプチドあるいはその受容体を欠損させた遺伝子改変動物を用いて体温のサーカディアンリズムを測定し、振幅・位相・日内平均などの特性を調べる。
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Research Products
(21 results)
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[Journal Article] Gpr176 is a Gz-linked orphan G-protein-coupled receptor that sets the pace of circadian behaviour.2016
Author(s)
Doi M, Murai I, Kunisue S, Setsu G, Uchio N, Tanaka R, Kobayashi S, Shimatani H, Hayashi H, Chao HW, Nakagawa Y, Takahashi Y, Hotta Y, Yasunaga J, Matsuoka M, Hastings MH, Kiyonari H, and Okamura H
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Journal Title
Nat. Commun.
Volume: 7
Pages: 10583
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] 3β-hydroxysteroid dehydrogenase isoforms in human aldosterone-producing adenoma.2015
Author(s)
Konosu-Fukaya S, Nakamura Y, Satoh F, Ono Y, Felizola SJ, Ise K, Maekawa T, Takeda K, Katsu K, Fujishima F, Kasajima A, Watanabe M, Arai Y, Gomez-Sanchez EP, Gomez-Sanchez CE, Doi M, Okamura H, and Sasano H
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Journal Title
Mol. Cell. Endocrinol.
Volume: 408
Pages: 205-212
DOI
Peer Reviewed
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