中枢時計視交叉上核におけるシナプス伝達の機能的性質と役割の解明

阐明中央时钟视交叉上核突触传递的功能性质和作用

基本信息

批准号：
21K06422
负责人：
前島隆司
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

中枢概日時計として機能する視交叉上核（SCN）内には、共発現する神経ペプチドによって分類される複数種のGABA作動性神経が群集している。個々の神経細胞は時計遺伝子の転写翻訳ループにより自律的に概日リズムを生じるが、各タイプの細胞が群内及び群間で接続して組織化されることにより、SCN回路は安定した時刻情報を生成し、外界の明暗リズムに対する同調機能を発現する。しかしながら、その回路の作動原理は未だ十分に解明されていない。本研究では、各神経タイプ間のGABA作動性伝達の機能的性質を調べ、明暗サイクルに対する同調作用や日長の符号化に関わる機能的役割を明らかにする。これまでに、AVP神経から特異的にGABA放出能を欠損させた遺伝子改変マウスを解析し、AVP神経がGABA伝達を介してSCN回路の神経活動を制御し、適切な時間帯に動物の行動をオン・オフに切り替える役割を果たすことを明らかにした。in vivoマルチユニット記録法によりSCN回路の神経活動を観察すると、正常マウスでは昼に高く、夜に低い単峰性のリズムを示すが、改変マウスは夜にもピークが現れる二峰性のリズムを示し、マウスの自発行動はその神経活動が減弱する谷間の時間帯に現れることが分かった。この現象は２種類の振動子が同相同期から逆相同期へ変遷する過程として類推することができる。そのため、細胞集団の活動ではなく、個々の神経細胞の概日リズムパタンを観察する必要性が高まった。そこで、成体マウスの脳スライス標本において、穿孔型多点電極アレーを用いた多点記録を行い、個々のSCN神経の電気的活動を計測した。実験では24～48時間連続して一つの細胞由来の活動電位を計測した。野生型マウスにおいては昼の時間に活動を高める細胞が多く観察される一方で、改変マウスにおいては新たに逆位相で活動する細胞群も多く出現することが観察された。

视交叉上核 (SCN) 具有中央生物钟的功能，是多种类型的 GABA 能神经元的所在地，这些神经元按共表达的神经肽进行分类。尽管单个神经元通过时钟基因的转录翻译环路自主产生昼夜节律，但SCN电路通过连接和组织组内和组间的每种类型的细胞来产生稳定的时间信息，它对外界的明暗节律产生同步功能。世界。然而，该电路的工作原理尚未完全阐明。在这项研究中，我们研究了每种神经元类型之间 GABA 能传递的功能特性，并阐明了其在引入光暗循环和编码光周期中的功能作用。迄今为止，我们已经分析了AVP神经特别缺乏释放GABA能力的基因工程小鼠，并表明AVP神经通过GABA传输控制SCN回路的神经活动，在适当的时间控制动物的行为。据透露，它起着开关的作用。当使用体内多单元记录观察SCN回路中的神经活动时，发现正常小鼠表现出白天高、夜间低的单峰节律，但工程小鼠表现出双峰节律，峰值也出现在夜间。小鼠的自发行为出现在神经活动减弱的低谷期。这种现象可以推断为两种振荡器从同相同步转变为反相同步的过程。因此，越来越需要观察单个神经元的昼夜节律模式，而不是细胞群的活动。因此，我们在成年小鼠脑切片制剂中使用穿孔多点电极阵列进行多点记录，以测量单个 SCN 神经的电活动。在实验中，连续测量来自单个细胞的动作电位24至48小时。在野生型小鼠中，观察到许多白天活性增加的细胞，而在工程小鼠中，观察到出现许多在相反阶段活跃的新细胞群。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Vasopressin neurons in the paraventricular hypothalamus promote wakefulness via lateral hypothalamic orexin neurons

DOI：
10.1016/j.cub.2022.07.020
发表时间：
2022-09-26
期刊：
CURRENT BIOLOGY
影响因子：
9.2
作者：
Islam, Md Tarikul;Rumpf, Florian;Mieda, Michihiro
通讯作者：
Mieda, Michihiro

AVP neurons act as the primary circadian pacesetter cells in vivo

DOI：
10.1101/2022.08.04.502742
发表时间：
2022-08
期刊：
bioRxiv
影响因子：
0
作者：
Y. Tsuno;Yubo Peng;Shin-ichi Horike;K. Yamagata;Mizuki Sugiyama;Takahiro J. Nakamura;T. Daikoku;T. Maejima;Michihiro Mieda
通讯作者：
Y. Tsuno;Yubo Peng;Shin-ichi Horike;K. Yamagata;Mizuki Sugiyama;Takahiro J. Nakamura;T. Daikoku;T. Maejima;Michihiro Mieda

視交叉上核におけるバゾプレッシン産生細胞のGABA作動性神経伝達により中枢概日時計は動物の行動する時間帯を設定する

视交叉上核中产生加压素的细胞的 GABA 能神经传递导致中央生物钟设定动物行为的时间段。