一日の摂食タイミングが全身の生理機能を制御する神経回路機構の解明

阐明日常进食时间控制全身生理功能的神经回路机制

基本信息

批准号：
14J40055
负责人：
高須奈々
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は摂食タイミングを制御する体内時計神経回路を同定し、全身の概日リズムを制御する体内時計中枢・視交叉上核との相互作用と内的脱同調のメカニズムを明らかにすることである。げっ歯類に於いて一日の摂食タイミングを昼間の一定時間に制限することで、給餌時刻を予知するかのような行動・内分泌リズムが形成されることが知られている。本研究では、12週齢（若齢群）と54週齢（中期加齢群）の雄性マウスについて摂食タイミングと輪回し行動、体重変化について相互の関連を調べた。若齢群・中期加齢群共に夜行性の輪回し行動リズムをみとめるとともに、夜間摂食パターンを示した。制限給餌開始後、若齢群では早期に昼間の給餌前に輪回しが増加するのに対し、中期加齢群では給餌前行動の形成が遅延した。この間、摂食量は自由摂食時の１割程度に落ち込み、体重は急激な減少を示したが、制限給餌の継続につれて、行動量が徐々に増え、摂食量は制限給餌開始後14日で自由摂食時の73.0％に達し同量を維持した。4週間の時間制限給餌後、自由摂食条件に戻すと、昼間の後半に食餌する摂食パターンは数日間の移行期間をもって夜間摂食に推移し、輪回し行動リズムにも給餌前行動の夜間行動パターンへの移行期間として反映した。また、中期加齢群では、自由摂食移行後、輪回し行動が無周期性を示す個体がみとめられた。以上の結果より、摂食タイミングと給餌前行動はサーカディアンリズムの特性を示し、これらのリズムは、視交叉上核によって制御される通常の夜行性リズムから乖離することが明らかになった。概日リズム制御の出力維持、または強化の基盤回路を明らかにすることで「生理的に規則正しい生活」を達成し社会不適応や生活習慣病の予防と積極的な治療への応用が期待される。

这项研究的目的是确定控制进食时间的生物钟神经回路，并阐明控制整个身体昼夜节律的生物钟中枢和视交叉上核的相互作用，以及内部失同步的机制。众所周知，在啮齿类动物中，通过将每日喂食时间限制在一天中的某个时间，可以形成行为和内分泌节律，这些节律似乎可以预测喂食时间。在本研究中，我们研究了 12 周龄（年轻组）和 54 周龄（中龄组）雄性小鼠的喂食时间、车轮旋转行为和体重变化之间的相互关系。青年组和中年组均表现出夜间轮转节奏和夜间进食模式。开始限制进食后，年轻组在白天进食前的转圈次数较早增加，而中年组的预进食行为形成则较晚。在此期间，摄食量减少至自由摄食量的10%左右，体重呈现快速下降，但随着限制摄食的继续，运动量逐渐增加，摄食量也随之减少。开始限制饲喂后14天减少至饲喂时的73.0%，并保持不变。经过4周的限时喂养，当我们恢复到自由喂养条件时，经过几天的过渡期，后半天的喂养方式变为夜间喂养，轮换行为节律也从夜间发生了变化。进食前的进食行为反映为向行为模式的过渡时期。此外，在中年组中，一些个体在过渡到自由进食后表现出非周期性的轮子旋转行为。这些结果表明，进食时间和进食前行为表现出昼夜节律的特征，并且这些节律偏离视交叉上核控制的正常夜间节律。通过阐明维持或加强昼夜节律控制输出的基本回路，我们希望实现“生理规律的生活”，并将其应用于社会适应不良和生活方式相关疾病的预防和积极治疗。