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Mechanism of exercise effect on the central circadian pacemaker

运动对中央节律起搏器影响的机制

基本信息

批准号：
19H03993
负责人：
山仲勇二郎
金额：
$ 11.56万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

行動（睡眠・覚醒）および生体の多くの機能には、約24時間の概日リズム（サーカディアンリズム）が存在する。哺乳類におけるこのリズムの発振中枢は間脳視床下部視交叉上核に存在し、中枢時計と呼ばれています。生物時計の自律振動メカニズムは、複数の時計遺伝子＊3の転写と翻訳からなる分子フィードバックループが想定されている。近年、生物発光技術の進展により、ホタルの発光酵素を導入したトランスジェニックマウスを用いることで、同一個体からの複数部位の時計遺伝子発現の測定が可能となった。本研究では、哺乳類の主要な時計遺伝子であるPeriod1を生物発光によりモニター可能なトランスジェニックマウス（Per1-luc マウス）を用いて、通常の昼夜変化に同調した状態と、昼夜変化の存在しない恒常暗環境、そして恒常暗環境下で24時間周期の運動スケジュールを与える3つの条件で、行動リズム、視交叉上核、弓状核、肝臓、骨格筋といった末梢組織の時計遺伝子発現リズムの時間関係を比較した。その結果、習慣的な運動は恒常暗下で行動リズム、SCN、末梢時計の位相関係が変化した後、行動リズム、中枢時計、末梢時計の時計遺伝子発現リズム間の時間関係を再統合し、昼夜変化による光同調と同様に行動リズムと中枢・末梢時計間の時間関係を維持することが可能であることを明らかにした。さらに、運動を行うタイミングに応じてマウスの活動時間が変化したことから、運動時刻に応じて行動リズムにおける活動開始を制御する Evening 振動体と活動終了を制御する Morning 振動体、2 つの振動体間の相互協調を変化させる可能性を新たに提示した。R4年度は、本研究成果を論文として発表した(Sato & Yamanaka Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2023)。

Action (sleep and wakefulness) and multiple functions of the organism are present for approximately 24 hours. In mammals, the central nervous system is composed of the suprachiasmatic nucleus at the lower part of the optic bed, and the central nervous system is composed of the central nervous system. Biochronometer self-vibration spectrum, complex chronometer spectrum *3, molecular spectrum, molecular spectrum In recent years, with the development of biological light technology, it is possible to measure the timing of gene expression in multiple parts of the same individual. In this study, the main timing genes of mammals were detected in Period1, and the biological light was detected in Period 1.(Per1-luc) The time relationship between the 24-time cycle of motion and the time cycle of motion in the 24-time cycle of motion As a result, the habitual movement is constantly dark, the phase relationship between the action center, SCN, and terminal time meters is changed, and the time relationship between the action center, central time meters, and terminal time meters is reintegrated. The day-night change is changed, and the light is coordinated. The time relationship between the action center and terminal time meters is maintained. In addition, the activity time of the motion is changed, the activity time is changed, the activity start is changed, the activity end is changed, the Morning vibration body is changed, and the possibility of mutual coordination between the vibration bodies is changed is newly indicated. The results of this research are presented in the paper of R4 (Sato & Yamanaka Am J Physiol Regul Integrp Physiol 2023).