光感受性網膜神経節細胞のシグナル伝達系による非視覚光応答の制御メカニズムの解析

视网膜光敏神经节细胞信号转导系统对非视觉光反应的控制机制分析

• 批准号: 22K06308
• 负责人: 木股 直規
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06308/
• 关键词: 非視覚光受容; ipRGC; メラノプシン; 光応答; 網膜; シグナル伝達

本計画では、ipRGC内のメラノプシンが光依存的に活性化する２つのシグナル伝達経路であるGq経路とGs経路の生理的な意義を解明することを目指している。本年度はまず、ipRGC特異的にGsDREADDまたはGqDREADDを発現させた各マウス系統について、DREADDを活性化する薬剤であるDCZ投与による行動リズムの位相シフトを測定した。その結果、GqDREADDマウスは、暗期の前半に薬剤を投与することで位相が後退し、暗期の後半に投与することで位相が前進した。これは、同じタイミングでの光照射で見られる位相シフトの傾向と一致している。一方で、GsDREADDマウスでは同様の位相シフトが見られなかった。この結果から、体内時計の光調節機能についてはipRGC内のGq経路のみが位相シフトを引き起こし、Gs経路はGq経路をサポートする役割があることが示唆された。これと並行し、新生児マウスにおけるGs経路の生理機能を解明するため、本年度は新生児の行動量を測定する系の確立を試みた。新生児は体が小さいため、成体マウスと同様の輪回し運動装置を用いて行動量を測定できない。そこで、新生児マウスの行動をビデオカメラで撮影し、その動画を解析することで行動量および行動様式を測定することを考えた。具体的には、６日齢から１３日齢の新生児マウスの行動量・様式を比較した。その結果、８日齢から１３日齢のマウスにおいて、動画の各フレームでの個体の位置・向きを検出することに成功した。今回確立した行動測定系を用いることで、新生児マウスの行動解析が可能であると考えられる。

在这个项目中，我们的目标是阐明 Gq 通路和 Gs 通路的生理意义，这两条信号转导通路由 ipRGC 中的黑视蛋白以光依赖性方式激活。今年，我们首次测量了在 ipRGC 中特异性表达 GsDREADD 或 GqDREADD 的每种小鼠品系中，由于给予 DCZ（一种激活 DREADD 的药物）而导致的行为节律的相移。结果，在 GqDREADD 小鼠中，在黑暗期前半段给药导致相位倒退，在黑暗期后半段给药导致相位提前。这与在相同时刻照射光时观察到的相移的趋势一致。另一方面，在 GsDREADD 小鼠中没有观察到类似的相移。这些结果表明，只有ipRGC中的Gq途径引起生物钟光调节功能的相移，并且Gs途径具有支持Gq途径的作用。与此同时，为了阐明新生小鼠Gs通路的生理功能，今年我们尝试建立一个测量新生小鼠行为量的系统。由于新生儿体型较小，无法使用与成年小鼠相同的旋转运动装置来测量新生小鼠的活动量。因此，我们决定用摄像机记录新生小鼠的行为并分析视频以测量其行为的数量和风格。具体来说，比较了6至13天的新生小鼠的行为数量和行为方式。结果，他们成功地检测到 8 至 13 日龄小鼠视频每一帧中单个小鼠的位置和方向。相信利用本次建立的行为测量系统，可以对新生小鼠进行行为分析。

项目成果

マウス光感受性網膜神経節細胞における新規光シグナル経路の機能解析

小鼠感光视网膜神经节细胞新型光信号通路的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 木股直規;鳥居雅樹;田中翔大;末長祥一;中尾晴美;饗場篤;小島大輔;深田吉孝
• 通讯作者: 深田吉孝

新生仔マウスの行動における光依存的な変化

新生小鼠行为的光依赖性变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 春井佑希;木股直規;小島大輔
• 通讯作者: 小島大輔