2015 Fiscal Year Research-status Report
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26460313
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
仲村 朋子 (吉川朋子) 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (30451397)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲村 厚志 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (50361829)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 概日時計 / 視交叉上核 / Clock変異 / マウス / 発光レポーター / 発光イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生活リズムの乱れから生じる概日リズム障害は、精神疾患や生活習慣病につながると考えられ、今日の大きな社会問題となっている。幼少期の生活リズムの乱れは、子供が後に概日リズム障害、さらには発達障害や精神疾患を発症するリスクを増大させている可能性が高い。本研究では、マウスを用いた解析により、概日リズムを正しく保つ環境を維持することの重要性を実験的に示す。
マウスは夜行性動物であり、明暗周期下では夜間に活動する。野生型マウスは、暗期の開始とともに活動を開始し、ヒトに例えれば早寝早起き型の活動パターンを示す。一方、時計遺伝子Clockの19番目のエクソンンを欠損したClock変異マウスの活動は、活動の開始・終了ともに野生型に比べて有意に遅くなっていた。すなわち、ヒトに例えれば、朝寝坊かつ夜更かし型に相当する活動パターンである。特に、短日条件下では、活動の開始時刻が不安定化し、ヒトの双極性障害のI型リズム障害と類似の行動パターンを示した。行動リズムの制御中枢である視交叉上核内の概日リズムを解析することにより、この行動パターンの背後にあるメカニズムを明らかにできるのではないかと考えた。そこで、時計遺伝子の発現をルシフェラーゼ発光によりモニターできる遺伝子改変マウス（PER2::LUCノックイン）をClock変異マウスと交配し、Clock変異を持つPER2::LUCノックインマウスを作出した。このマウスより脳スライスを作成し、培養下における視交叉上核の発光イメージングを行ったところ、Clock変異マウスの視交叉上核スライスから得られた発光リズムのパターンは、野生型のものと大きく異なっていた。その詳細について、解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
発光レポーターを導入したClockマウスの繁殖効率が予想以上に悪く、実験に供することのできる個体数が限られていた。特にBmal1-ELucを導入したラインでは、なかなか目的の遺伝子型の仔が生まれないだけでなく、生まれても離乳に至らない例が頻発した。妊娠・育仔中雌の飼育ケージを他から隔離するなどの方策を取りいれたことにより、年度末近くになって、何とか実験が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで用いてきたClockマウスは、バックグラウンドがC57BL系統であった。発光レポーター（PER2::LUC）を導入したICR系統のClockマウスを入手することができるようになった。ICR系統のClockマウスは、繁殖効率に問題がないことから、これまでの律速となっていた実験動物の供給という問題を解決することができるはずである。まず、ICR系統のClockマウスにおいて、行動や発光リズムのパターンがC57BL系統のものと同様であることを確認する。
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| Causes of Carryover |
実験に使用する遺伝子改変マウスの繁殖がなかなか進まず、計画通りに研究を遂行することができなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繁殖の効率が悪い遺伝子改変マウスのバックグラウンド系統をC57BL系統よりICR系統に変更したマウスを入手することができるようになった。このICR系統マウスを用いることにより、実験動物の供給スピードを上げ、実験を進める。マウスの飼育経費に次年度使用額を充てる。
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[Book] Circadian Clocks2016
Author(s)
Honma S, Ono D, Enoki R, Yoshikawa T, Kuroda S, Honma K
Total Pages
253
Publisher
Hokkaido University Press
