アセチルコリン受容体を介した概日時計の非光同調機構の解明

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ヒトを含むほとんどの生物には約24時間周期の概日時計が備わっている。概日時計は、睡眠や体温などの様々な生理機能に日内変動を与える重要な役割を持つ。哺乳類における概日時計の中心振動体は、視交叉上核(Suprachiasmatic nucleus, SCN) であり、約24時間の概日リズムを形成しているだけでなく、地球の自転に伴う外界の24時間とのずれを日々補正することで、正確な24時間リズムを発振している。哺乳類における同調因子は光同調と非光同調に分類され、光同調についてはその神経伝達物質や作動箇所は明らかにされている一方、非光同調については食事や運動、社会的ストレスなどがあるが、これまでSCNでの作用機構を含め、その神経分子機構はほとんど解明されていない。今回私は、従来より非光同調因子として注目される古典的神経伝達物質であるアセチルコリンに着目して、SCNにおけるその作用を検索した。まず、SCNの器官培養系を用いて、コリン作動薬であるカルバコールが時計遺伝子の発現位相を変位させることを解明し、今年度に開催された第9回アジア睡眠学会で報告した。さらに、SCNに発現するニコチン性およびムスカリン性受容体サブタイプを特定し、そのうちSCNに多く発現するニコチン受容体Chrns1とChrns2が、それぞれ特徴ある発現リズムを持つことを明らかにした。これら受容体が生体における概日リズム発振にどのような効果を持つか調べるため、Chrns1およびChrns2のSCN特異的ノックアウトマウスを作成した。その結果、SCNに発現するニコチン受容体Chrns1およびChrns2は、概日リズムの発振機構ならびに、概日リズムの光同調機構には必須ではないことが判明した。