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。

季节性情感障碍是一种精神疾病，已成为主要在北美和北欧高纬度地区的社会问题。它也被称为“冬季抑郁症”，因为抑郁症状只出现在冬季。有人认为冬季日照时间减少是一个促成因素，但其背后的机制尚不清楚。从眼睛传输到大脑的光刺激也会影响情绪。一项使用视网膜电图（ERG）的研究报告称，冬季抑郁症患者眼睛的光学反应能力在冬季比夏季弱。然而，其机制还不清楚。因此，在本研究中，我们决定阐明季节信息对小鼠眼睛光响应性的影响及其分子机制。当在长日照和温暖(LW)条件和短日照和寒冷(SC)条件下饲养小鼠时，发现SC条件下的小鼠的ERG比LW条件下弱。因此，我们使用RNA-seq分析来研究受季节信息影响的小鼠眼睛基因表达的变化。结果，在 SC 条件下小鼠中，编码多巴胺限速酶的酪氨酸羟化酶 (Th) 基因的表达水平降低。迄今为止，已有报道多巴胺参与视网膜光反应性。因此，我们研究了 Th 基因表达水平与光响应季节变化之间的关系。首先，我们发现 Th 基因的表达水平和光响应性都表现出季节性波动，具体取决于光周期而不是温度。此外，我们通过施用多巴胺受体激动剂和拮抗剂成功地控制了光响应性的季节性波动。这些结果表明，多巴胺的日长依赖性季节性波动控制着小鼠眼睛光响应性的季节性变化。最后，我们进行了药理研究，成功通过激活cAMP来恢复小鼠冬季光反应性的衰减。预计这项研究将有助于阐明人类冬季抑郁症发病机制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