発光・蛍光イメージングによる昼行性行動の機構解明

利用发光和荧光成像阐明昼夜行为的机制

• 批准号: 22KJ1455
• 负责人: 小泉 隼人
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1455/
• 关键词: 体内時計; 時計遺伝子; カルシウムイメージング; 発光イメージング; 昼行性行動; ナイルグラスラット; 培養細胞; 末梢時計

本年度は昼行性げっ歯類であるナイルグラスラットを実験材料として、神経伝達の解析および培養細胞を用いた研究を行った。体内時計中枢である視床下部視交叉上核(SCN)およびその投射先領域におけるGABA応答性を蛍光Ca2+イメージングを用いて解析した。その結果、SCNの主要な投射先脳領域である室傍核下部領域（SPZ）において、ナイルグラスラット・夜行性マウス間の顕著な種差が観察された（生物リズムに関する札幌シンポジウム2022 ポスター発表）。また、照明強度がナイルグラスラットの睡眠覚醒リズムに及ぼす影響を解析し、低照度環境下において明期覚醒量が低下することを明らかにした（第29回日本時間生物学会学術大会　ポスター発表）。このような個体・組織レベルでの解析と並行して、ナイルグラスラットに由来する培養細胞を用いた研究を開始した。具体的にはナイルグラスラット肺線維芽細胞に由来し、時計遺伝子発光レポーターを安定発現する細胞株の樹立に成功した。さらに、本細胞株を用いて体内時計の分子振動調節に関わる生理活性物質の探索を行い、ドーパミンが体内時計調節作用を持つことを明らかにした。以上のナイルグラスラットを用いた研究により、昼・夜行性を制御する機構の解明に向けて一定の成果が得られた。加えて、ミトコンドリア内膜に発現するイオントランスポーターが細胞内イオン濃度リズムや時計遺伝子発現リズムの概日振動に重要であることを明らかにし、論文投稿を行った（Morioka et al., Cell Reports 2022）。

今年，我们使用昼夜啮齿动物Nilegrass大鼠作为实验材料进行了培养细胞进行神经传递分析和研究。使用荧光Ca2+成像分析了下丘脑上型核（SCN）的GABA响应性，身体时钟的中心及其靶区域。结果，在SCN的主要投射脑区域（sapporo the sapporo emperation the sapporo emperation th in Biological Rhythm上的海报介绍）中观察到尼罗格拉斯大鼠和夜间小鼠之间的显着物种差异。此外，分析了照明强度对尼罗门胶质大鼠睡眠效果节奏的影响，表明在低光环境中，在光期间的清醒量减少（在日本第29届日本时代生物学学术会议上的海报表现）。与在个体和组织水平上的这种分析并联，使用源自尼罗草大鼠的培养细胞的研究已经开始。具体而言，它成功地建立了源自尼罗草大鼠肺成纤维细胞的细胞系，并稳定地表达了时钟基因发光报告基因。此外，使用此细胞系，我们搜索了与人体时钟分子振动调节的生理活性物质，表明多巴胺具有内部时钟调节作用。上述使用Nilegrass大鼠的研究取得了某些结果，从而阐明了控制白天和夜间的机制。此外，我们发现在线粒体内膜中表达的离子转运蛋白对于细胞内离子浓度节奏和时钟基因表达节律的昼夜节律振荡很重要，并提交了论文（Morioka等人，Cell Reports 2022）。

项目成果

Mitochondrial LETM1 drives ionic and molecular clock rhythms in circadian pacemaker neurons

• DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110787
• 发表时间: 2022-05-10
• 期刊: CELL REPORTS
• 影响因子: 8.8
• 作者: Morioka，Eri;Kasuga，Yusuke;Ikeda，Masayuki
• 通讯作者: Ikeda，Masayuki

Physiological and comparative analysis of suprachiasmatic nucleus neurons in the diurnal grass rat, Arvicanthis niloticus.

日间草鼠 Arvicanthis niloticus 视交叉上核神经元的生理和比较分析。

• 发表时间: 2022
• 作者: Tamogami S;Koizumi H;Kasuga Y;Nakagawa S;Igarashi M;Morioka E;Yoshikawa T;Mochizuki T and Ikeda M
• 通讯作者: Mochizuki T and Ikeda M

Effect of daytime light intensity on sleep-wake behaviour in a diurnal rodent, Arvicanthis niloticus.明期照明強度が昼行性グラスラット（Arvicanthis niloticus）の睡眠覚醒行動に及ぼす影響

白天光强度对日间啮齿动物 Arvicanthis niloticus 睡眠-觉醒行为的影响。

• 发表时间: 2022
• 作者: 田母神さくら;桶屋美帆;天野広夢;小泉隼人;森岡絵里;望月貴年;池田真行
• 通讯作者: 池田真行