How the two circadian oscillators determine the length of the active period

两个昼夜节律振荡器如何确定活跃期的长度

• 批准号: 22K06311
• 负责人: 仲村 朋子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: University of Toyama
• 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 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06311/
• 关键词: 概日時計; サーカディアンリズム; 視交叉上核; 振動体; アルギニンバソプレッシン; 活動リズム; 日長; カップリング

概日時計は、生物が昼夜や季節という自然環境の変化を予測し、生体環境を整えるために非常に重要な生理機能である。夜行性の動物は、夕方から活動を開始し、朝には活動を終了する。このとき、活動開始はEvening (E)振動体、活動終了はMorning (M)振動体という別の概日振動体が制御すると考えられている。それぞれは明暗条件に同調し、独立に振動可能であるが、通常は相互に同調（相手の位相や周期を調節）して機能すると考えられているが、そのメカニズムには、未だ不明な点が多い。本研究では、E振動体とM振動体が共同して、日長を認識し、活動期の長さを一定に保つ仕組みを明らかにすることを目指す。これまでの活動リズム測定の結果から、時計遺伝子のひとつClockの19番目のエクソンを欠失したClock変異マウスは、E/M振動体の同調が減弱したモデルであると考えている。培養SCNを用いた発光リズム解析から、M振動体がE振動体を引付ける力が減弱していることを示唆するデータを得た。概日時計の中枢である視交叉上核には、細胞間やSCNの領域間ネットワークの形成に関わる神経ペプチやその受容体が発現している。そのひとつであるアルギニンバソプレッシン発現・分泌量の低下が疑われたため、視交叉上核におけるAvp mRNAの発現リズムを解析した。その結果、予想していた通りにアルギニンバソプレッシンmRNA発現量の有意な低下が観測された。

生物钟是生物体预测昼夜、季节等自然环境变化，调节生物环境的一项非常重要的生理功能。夜行性动物在晚上开始活动，在早晨结束活动。此时，人们认为不同的昼夜节律振荡器控制着活动的开始，即晚上（E）振荡器，和活动的结束，即早晨（M）振荡器。每个都与光和暗条件同步，并且可以独立振动，但通常认为它们是通过彼此同步（调整另一个的相位和周期）来发挥作用的，但其机制仍然存在一些未知点。在这项研究中，我们的目的是阐明 E 和 M 振荡器协同工作以识别日长并保持活跃期长度恒定的机制。根据迄今为止的活动节律测量结果，我们认为，缺乏时钟基因之一的Clock第19外显子的Clock突变小鼠是E/M振荡器同步性减弱的模型。通过使用培养的 SCN 进行发光节律分析，我们获得的数据表明 M 振荡器吸引 E 振荡器的力正在减弱。视交叉上核是生物钟的中心，表达神经肽及其受体，参与视交叉上核细胞间和区域间网络的形成。由于我们怀疑精氨酸加压素（其中之一）的表达和分泌减少，因此我们分析了视交叉上核中 Avp mRNA 的表达节律。结果，正如预期的那样，观察到精氨酸加压素 mRNA 的表达水平显着降低。

项目成果

Circadian expression and specific localization of synaptotagmin17 in the suprachiasmatic nucleus, the master circadian oscillator in mammals

突触结合蛋白17在哺乳动物主要昼夜节律振荡器视交叉上核中的昼夜节律表达和特异性定位

• DOI: 10.1016/j.brainres.2022.148129
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 2.9
• 作者: Fujioka Atsuko;Nagano Mamoru;Ikegami Keisuke;Masumoto Koh;Yoshikawa Tomoko;Koinuma Satoshi;Nakahama Ken;Shigeyoshi Yasufumi
• 通讯作者: Shigeyoshi Yasufumi

Action potential firing rhythms in the suprachiasmatic nucleus of the diurnal grass rat, Arvicanthis niloticus

日间草鼠 Arvicanthis niloticus 视交叉上核的动作电位放电节律

• DOI: 10.1016/j.neulet.2022.136954
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 2.5
• 作者: Morioka E; Miyamoto T; Tamogami S; Koketsu T; Kim J; Yoshikawa T; Mochizuki T;Ikeda M
• 通讯作者: Ikeda M

PER2::LUC bioluminescence imaging of mouse horizontal SCN slice revealed different responses to phase advance and delay shift of LD cycles

小鼠水平 SCN 切片的 PER2::LUC 生物发光成像揭示了对 LD 周期的相位提前和延迟偏移的不同响应

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshikawa Tomoko;Morimoto Tadamitsu;Nagano Mamoru;Shigeyoshi Yasufumi
• 通讯作者: Shigeyoshi Yasufumi

Bioluminescence imaging of mouse horizontal SCN slice revealed different responses to phase advance and delay shift of LD cycles

小鼠水平 SCN 切片的生物发光成像揭示了对 LD 周期的相位提前和延迟偏移的不同响应

• 发表时间: 2022
• 作者: Yoshikawa Tomoko;Morimoto Tadamitsu;Nagano Mamoru;Shigeyoshi Yasufumi
• 通讯作者: Shigeyoshi Yasufumi

Mitochondrial LETM1 drives ionic and molecular clock rhythms in circadian pacemaker neurons

线粒体 LETM1 驱动昼夜节律起搏神经元中的离子和分子时钟节律

• DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110787
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 8.8
• 作者: Morioka E; Kasuga Y; K;a Y; Moritama S; Koizumi H; Yoshikawa T; Miura N; Ikeda M; Higashida H; Holmes TC;Ikeda M
• 通讯作者: Ikeda M