加齢によって減衰する昼寝の体温変動における概日時計中枢の加齢性メタボライトの役割

生物钟中心与年龄相关的代谢物在午睡温度波动中的作用，且随着年龄的增长而减弱

• 批准号: 20J15459
• 负责人: 嶋谷 寛之
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J15459/
• 关键词: 概日時計; 視交叉上核; 体温

ほとんどすべての生物は日内の外部環境の変化に適応するため、行動量や体温、ホルモン分泌など様々な生理現象が約24時間周期で変動しており、これを概日時計と呼ぶ。この生理現象の日内変動は加齢により減衰していくことが知られているが、そのメカニズムはいまだ解明できていない。このような中、申請者らは昼寝の時刻の体温低下が脳内時計中枢（SCN）に多く発現するカルシトニン受容体（Calcr）陽性ニューロンによって制御されていることを明らかにした（嶋谷寛之、土居雅夫, 体内時計の中枢を調節するG蛋白質共役型受容体, 膜タンパク質工学ハンドブック, 344-348, 2020）。また、申請者は加齢による概日時計の減衰メカニズムを調べるため、SCNにおいて加齢により変動する代謝物の探索を行った。具体的には老齢マウス（2年齢）と若齢マウス（3ヵ月齢）の脳からSCNを含む複数の脳領域を6時間ごとに24時間にわたって採取し、liquid chromatography/electrospray ionization tandem mass spectrometry （LC/ESI-MS/MS）によって代謝物の測定を行い、いくつかの候補となる時計関連代謝物を見つけることができた。次に加齢性の生理現象のリズムの減衰がどの生理現象に起因するのかを調べるため、赤外線カメラを用いた体温と行動の同時測定法の開発を行い、行動と体温の関係性についての解析を行った。この手法により、毛づくろいや体勢の微調整などの歩行を伴わない行動においても体温は歩行行動と同程度の上昇を示すことが明らかになった。さらにこれらの行動は休息期においても頻繁にみられたことから、歩行を伴わないこれらの行動は休息期において体温を調節する熱産生機構である可能性が示唆された。

几乎所有生物都适合白天外部环境的变化，因此各种生理现象（例如活动，体温和激素分泌）每天大约24小时波动，这称为昼夜节律。众所周知，这种生理现象的每日波动随着年龄的增长而降低，但尚未阐明这种机制的机制。 In this context, the applicants revealed that the temperature decline at nap time is regulated by calcitonin receptor (Calcr)-positive neurons that are highly expressed in the brain clock center (SCN) (Shimatani Hiroyuki, Doi Masao, G-protein-coupled receptors that regulate the body clock center, Membrane Protein Engineering Handbook, 344-348, 2020).此外，申请人搜索了随着SCN年龄的变化的代谢物，以研究由于年龄而导致的昼夜节律衰减的机制。具体而言，每6小时24小时内，从老鼠（2岁）和年轻小鼠（3个月大）的大脑中收集了包括SCN的多个大脑区域，并使用液相色谱/电喷雾电离串联串联质谱法（LC/ESI-MS/MS）（LC/ESI-MS/MS）以及几个候选时钟时钟量的代谢物测量了代谢物。接下来，为了研究哪种生理现象是由与年龄相关的生理现象的节奏衰减引起的，我们开发了一种使用红外摄像机同时测量体温和行为的方法，并分析了行为和体温之间的关系。该技术表明，体温与不涉及步行的行为的步行行为相同，例如修饰或调整位置。此外，这些行为经常在剩下的时间内观察到，这表明这些行为不行走可能是在剩下时期调节体温的热生成机制。

项目成果

膜タンパク質工学ハンドブック

膜蛋白工程手册

• 发表时间: 2020
• 作者: M. Sato;R. Yokota;Y. Tsuneta;M. Kato;D. Yamaura;D. Tadaki;M. Komiya;H. Yamamoto;M. Niwano;A. Hirano-Iwata;秋 徹志,赤松 寛文,大野 真之,林 克郎;但木 大介，平野 愛弓
• 通讯作者: 但木 大介，平野 愛弓