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

基本信息

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

项目摘要

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。

几乎所有的生物体都会适应白天外界环境的变化，因此各种生理现象如活动水平、体温、激素分泌等都会大致以24小时为周期波动，这就是生物钟。众所周知，这种生理现象的昼夜波动随着年龄的增长而减弱，但其背后的机制仍不清楚。在这种情况下，作者发现，午睡时体温的下降是由降钙素受体 (Calcr) 阳性神经元控制的，这些神经元在脑时钟中心 (SCN) 中大量表达（Hiroyuki Shimaya、Doi Masao、G 蛋白偶联）调节生物钟中心的受体，膜蛋白工程手册，344-348，2020）。此外，申请人在SCN中寻找随年龄变化的代谢物，以研究与年龄相关的生物钟衰退的机制。具体而言，连续24小时每6小时从老年小鼠（2岁）和年轻小鼠（3个月大）的大脑中采集包括SCN在内的多个脑区域，并进行液相色谱/电喷雾电离串联质谱（LC/ESI- MS/MS）用于测量代谢物，我们能够找到几种候选的时钟相关代谢物。接下来，为了研究哪种生理现象导致了与衰老相关的生理现象的节律减弱，我们开发了一种使用红外热像仪同时测量体温和行为的方法，并分析了行为与体温之间的关系。我做到了。通过这种方法，研究发现，即使在不涉及步行的活动中，例如梳洗或调整姿势，体温也会增加与步行相同的程度。此外，即使在休息期间也经常观察到这些行为，这表明这些不涉及步行的行为可能是在休息期间调节体温的生热机制。