なぜ概日リズム中枢はGABA作動性神経細胞から構成されるのか？

为什么昼夜节律中枢是由GABA能神经元组成的？

基本信息

批准号：
20H03425
负责人：
榎木亮介
金额：
$ 11.4万
依托单位：
National Institutes of Natural Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、哺乳類の概日リズム中枢である視交叉上核が、「何故GABA作動性神経細胞で構成されるか」、という生理的意義を、光イメージング技術を駆使して解明することを目指している。一般にGABAは幼弱期の神経細胞では興奮性に働き、生後発達と共に抑制性の作用へと切り替わることが知られているが、視交叉上核はGABAの応答性が興奮性-抑制性が24時間で変動することが報告されている。GABAの応答性を決定する主たる要因はクロライドイオンであり、視交叉上核ではクロライド濃度が概日変動することが報告されているが、これまでの研究はパッチクランプ計測による短時間の1細胞計測を根拠にしており、ヘテロな細胞集団で構成される視交叉上核の神経細胞ネットワークがどのようにクロライド濃度を長期間スケールで変化させるかは未知のままであった。これまでの試みにより、遺伝子コード型クロライドプローブを発現するアデノ随伴ウイルスを用いて、視交叉上核の神経細胞における発現とその機能確認を行ってきた。長期蛍光イメージング顕微鏡システムにより数日間の連続的なタイムラプス計測を行い、クロライドイオン濃度の24時間のリズムを細胞ネットワークレベルで観察し、ネットワークにおける特徴的な部位差とリズム位相パターンを見いだしている。またクロライドイオンとカルシウムイオンの同時イメージング計測により、"概日クロライドリズム"の位相を決定した。現在は引き続き、細胞内クロライド濃度を規定する輸送体や調節因子の阻害剤を添加する実験を行い、概日クロライドリズムのリズムパラメーターや空間パターンを詳細に解析している所である。

这项研究旨在阐明为什么使用光学成像技术通过GABA能神经元组成的为什么哺乳动物昼夜节律中心的核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核核心（昼夜节律节奏中心）。众所周知，GABA在早期的神经元中起兴奋性，并切换为抑制作用作为产后发育，但据报道，GABA的上核核是兴奋性和抑制性24小时。尽管据报道，确定GABA反应性的主要因素是在上核核中变化的昼夜氯化物浓度，但先前的研究基于使用斑块夹测量的短期单细胞测量，是在互张核核的神经元网络中如何组成的，这是如何组成的，该网络是杂型细胞群体组成的，它会改变氯化量的长期比例。先前尝试使用表达遗传编码的氯化物探针的腺相关病毒来确认神经元中神经元核的表达和功能。长期的荧光成像显微镜系统在几天内执行连续的延时测量，并且在细胞网络水平上观察到24小时的氯离子浓度节奏，并且在网络中发现了特征位点差异和节律相位模式。此外，通过同时对氯离子和钙离子的成像测量来确定“昼夜节律氯化节律”的相。目前，我们继续进行实验，其中添加了定义细胞内氯化物浓度的转运蛋白和调节因子抑制剂，并且我们正在详细分析昼夜节律氯化节律的节奏参数和空间模式。