2016 Fiscal Year Research-status Report
末梢体内時計の人為的操作と慨日リズム機構の回復の試み
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15K08221
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
筋野 貢 近畿大学, 医学部, 助教 (30460843)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 概日リズム / 視交叉上核 / 時刻制限給餌 / 時計遺伝子 / 運動負荷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、末梢組織の体内時計を人為的に操作することで、時計遺伝子の変異や疾病などで損なわれた日内リズム機能を回復することである。また、体内時計中枢である視交叉上核の性質や時刻出力情報を操作することで、減弱した生理機能の日内リズムの強化を試みる。
本年度は、昨年度に引き続き、主にICR系統のClock変異マウスを用いて研究を行った。これまでの実験で、我々は運動刺激がClock変異マウスの活動リズムに影響を及ぼすことを見出している。ICR系統のClock変異マウスの中に、恒暗条件下で概日活動リズムを失うグループがいたため、これらに輪回し運動をさせたところ、概日活動リズムが回復する個体が現れた。また、逆に、輪回し運動の負荷によって概日活動リズムを失うグループも確認された。これらは、運動負荷と概日リズムの制御機構との間に大きな関係があることを示している。現在、これらのマウスで運動負荷が視交叉上核に与える影響と、その機構を調べている。
培養系を用いた、視交叉上核の性質の調査も並行して進めた。ICR系統のClock変異マウスの視交叉上核は、培養下においても概日リズム生成能を維持するが、組織内の領域的位相差が失われていることを、我々は昨年度に見出した。Clock変異マウスは野生型よりも長周期の概日リズムを示す。そこで、周期が視交叉上核の領域的位相差に及ぼす影響を調査した。周期を延長させるSP600125および重水の存在下では、領域的位相差は失われず、周期を短縮させるピクロトキシン存在下でも同様であった。この結果から、周期に関係なく領域的位相差が形成されうることが示唆された。
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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
本年度は、末梢体内時計の人為的操作に関する研究として、計画書に記載したとおり、昨年度に引き続きICR系統のClock変異マウスを主に用いた実験を行った。その結果、運動負荷が、失われた概日リズムを回復するケースや、逆に消失させるケースを発見し、これらの現象の性質とその機構の解明を進めている。運動負荷は非侵襲であるため、概日リズムに変化を及ぼす機構が解明されれば、実験動物だけでなく、人への応用が期待される。また、体内時計中枢である視交叉上核の培養組織を用いた実験では、領域的位相差の形成に関する新たな知見が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
運動負荷は、末梢体内時計の人為的操作に有用な因子と考えられる。そこで、Clock変異マウスおよび野生型マウスを用いて、運動負荷を加えた際の変化を、特に視交叉上核とそこへ投射する領域を中心に調査し、分子的機構を明らかにする。加えて、視交叉上核内の同期機構に異常があるVPAC2ノックアウトマウスを用いて、運動をはじめとした様々な外的同調因子の負荷による、末梢時計機構への影響を調べる。また、これらの遺伝子改変マウスにみられる生理的異常が、末梢時計機構の回復により改善されるかどうかを調査する。培養視交叉上核を用いた、細胞間同期と位相差形成機構の調査も、並行して行う。
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| Causes of Carryover |
老朽化したマイクロスライサーのメンテナンスあるいは新規購入を行う予定であったが、新規に就任したスタッフが同等のマイクロスライサーを所有していたため、余剰金が生じた。一方で、培養組織切片の加工を高精度に行うために、実体顕微鏡像をリアルタイムでモニタリングできるカメラが必要となり、この余剰金を当てた。しかし、残金が生じたため、次年度へ繰り越すこととなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
我々の研究室では、CRISPR/Cas9システムを用いた遺伝子改変マウスを作成している。これらのマウスには、末梢時計の人為的操作の研究にも有用な動物となることが予想されるものがいる。そのため、これら遺伝子改変マウスの作成、維持の費用として使用する。
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