時間記憶の基礎過程としての概日リズム振動と時計遺伝子

昼夜节律振荡和时钟基因作为时间记忆的基本过程

基本信息

批准号：
11877011
负责人：
本間研一
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

時間記憶形成における時計遺伝子の役割雄ラットに明暗サイクル下で午前10時から2時間のみ餌を与える周期的制限給餌を2週間負荷して時間記憶を形成させた後、一旦自由摂食に戻して1週間後にさらに3日間絶食状態においた。制限給餌下、自由摂食下、絶食下で4時間毎にラット脳を摘出し、視交叉上核、室傍核、頭頂皮質、線条体、梨状葉における時計遺伝子Clock、BMAL1、Per1,2の遺伝子発現リズムをin situ hybridization法を用いて測定した。その結果、視交叉上核における時計遺伝子発現リズムは制限給餌群と対照群で差はなかったが、室傍核、大脳皮質、線条体においては制限給餌群で給餌前ピークをもつ概日リズムが発現した。給餌前ピークは特に室傍核、線条体、梨状葉で顕著であった。制限給餌により形成された時計遺伝子発現の給餌前ピークはラットを自由摂食に戻すと室傍核を除く他の神経核では消失し、対照群と同じ24時間リズムに戻った。室傍核では時計遺伝子の発現は2相性を示し、概日性ピークの外に給餌前ピークも観察された。一方、絶食下での遺伝子発現は室傍核で給餌前ピークが再現したが、その他の神経核では視交叉上核を除き24時間変動は消失した。以上の結果から、周期的制限給餌下で出現する給餌性サーカディアン振動(給餌前ピーク)には視交叉上核時計遺伝子は関与していないこと、室傍核における時計遺伝子の発現と時間記憶に何らかの関連性のあること、が明らかになった。

时钟基因在时间记忆形成中的作用雄性大鼠从上午10点开始在光/暗循环下进行2小时的周期性限制喂养，形成时间记忆2周，一周后恢复自由喂养。再保持禁食状态3天。限饲、随意饲喂、禁食条件下每4小时摘除大鼠大脑，采用原位杂交方法测定时钟基因Clock、BMAL1、Per1、2的基因表达节律。结果显示，限制进食组与对照组的视交叉上核时钟基因表达节律没有差异，但在室旁核、大脑皮层和纹状体中，昼夜节律在进食前出现峰值。表示限制喂养。进食前峰值在室旁核、纹状体和梨状叶中尤其明显。当大鼠恢复自由喂养时，限制喂养形成的时钟基因表达的喂养前峰值在除室旁核外的所有其他神经元核团中消失，恢复到与对照组相同的24小时节律。在室旁核中，时钟基因表达是双相的，除了昼夜节律峰值外，还观察到进食前峰值。另一方面，空腹条件下的基因表达在室旁核中显示出进食前的峰值，但除视交叉上核外，其他核团的24小时波动消失。上述结果表明，视交叉上核时钟基因并不参与周期性限制摄食下出现的摄食引起的昼夜节律振荡（摄食前峰值），且室旁核时钟基因的表达与节律节律振荡存在一定关系。时间记忆显然是有联系的。