哺乳類の眼における光応答性季節変動の分子機構の解明

阐明哺乳动物眼睛光响应季节变化的分子机制

基本信息

批准号：
18J20765
负责人：
沖村光祐
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

季節性感情障害は北米や北欧の高緯度地域を中心に社会問題となっている精神疾患である。冬にのみ抑うつ症状が見られることから「冬季うつ病」としても知られる。冬における日照時間の減少が発症要因として指摘されているが、その仕組みは不明である。眼から脳へ伝えられる光刺激は気分にも影響する。網膜電位図（ERG）を用いた研究によると、冬季うつ病患者の眼の光応答性は夏に比べて冬に弱くなることが報告されている。しかし、その仕組みも不明であった。そこで、本研究では、マウスの眼の光応答性に及ぼす季節情報の影響とその分子機構の解明に取り組むこととした。マウスを長日温暖（long day and warm: LW）条件、短日低温（short day and cold: SC）条件で飼育したところ、SC条件のマウスのERGがLW条件に比べて弱くなることが明らかになった。そこで、RNA-seq解析を用いて、季節情報が及ぼすマウスの眼の遺伝子発現変化を調べた。その結果、ドパミンの律速酵素をコードするTyrosine hydroxylase（Th）遺伝子の発現量がSC条件のマウスで減少していた。これまでに、ドパミンは網膜の光応答性に関与することが報告されている。そこで、Th遺伝子発現量と光応答性の季節変動の関係を検討した。まず、Th遺伝子の発現量と光応答性はいずれも温度ではなく日長によって季節変動を示すことを明らかにした。さらに、ドパミン受容体の作動薬および拮抗薬の投与により、光応答性の季節変動を制御することに成功した。このことから、ドパミンの日長依存的な季節変動がマウスの眼の光応答性の季節変化を制御していることが示された。最後に、薬理学的検討を行い、cAMPの活性化によりマウスの冬季の光応答性の減弱を回復することにも成功した。ヒトの冬季うつ病発症機構の解明や新規治療方法の確立に貢献することが期待される。

季节性情绪障碍是一种已经成为社会问题的精神疾病，主要在北美和北欧的高纬度地区。它也被称为“冬季抑郁症”，因为仅在冬季看到抑郁症状。有人指出，冬季的阳光量减少，但其机制尚不清楚。从眼睛传播到大脑的光刺激也会影响情绪。使用视网膜电位图（ERG）的研究报告说，冬季抑郁症患者眼睛在冬季比夏季弱。但是，其机制也未知。因此，在这项研究中，我们决定阐明季节性信息对小鼠眼睛及其分子机制的光反应的影响。当小鼠在漫长的一天和温暖（LW）以及短日和寒冷（SC）条件下保持时，发现在SC条件下的小鼠ERG比LW条件弱。因此，使用RNA-seq分析来检查由季节性信息引起的小鼠眼基因表达的变化。结果，在SC条件下，在小鼠中降低了编码速率限制酶的酪氨酸羟化酶（Th）基因的表达水平。迄今为止，据报道，多巴胺参与视网膜的光养生。因此，我们研究了TH基因的表达水平与光响应性季节性变异之间的关系。首先，揭示了TH基因的表达水平和光响应性都表现出季节性变化，而不是温度而不是光周期。此外，多巴胺受体激动剂和拮抗剂的给药成功地控制了季节性的光响应性。这表明多巴胺的光依赖性季节性变化调节小鼠眼中光的季节性变化。最后，进行了药理学研究，以通过cAMP激活在冬季成功恢复小鼠的光养生衰减。预计将有助于阐明人类冬季抑郁症的发作并建立新的治疗方法。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マウスの光応答性は日長の変化に影響を受ける

小鼠的光响应性受到光周期变化的影响

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
沖村光祐;中根右介;吉村崇
通讯作者：
吉村崇

季節情報がマウスの眼の光受容体遺伝子発現に与える影響

季节信息对小鼠眼感光基因表达的影响

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
沖村光祐;中根右介;吉村崇
通讯作者：
吉村崇

Seasonal changes in NRF2 antioxidant pathway regulates winter depression-like behavior

DOI：
10.1073/pnas.2000278117
发表时间：
2020-04-28
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Nakayama, Tomoya;Okimura, Kousuke;Yoshimura, Takashi
通讯作者：
Yoshimura, Takashi

The effect of seasonal cues on photoreceptor gene expression in mice

季节线索对小鼠光感受器基因表达的影响