体内時計ニューロンにおける機能成熟プロセスの解明

本研究は、体内時計細胞が網膜からの光入力を完成させる前後において、発生学的にどのように機能成熟を果たすかという問題に取り組んできた。これまでの成果をまとめると(1)網膜と視交叉上核(SCN)の共培養モデルを試み、in vitroでの回路形成を試みた。また、視交叉上核のモデルとしてガン化プロジェニター細胞(SCN2.2細胞)の分化誘導実験や、Yellow Cameleonセンサー遺伝子の安定発現株の作成を行なった。(2)グリシン作動性網膜アマクリン細胞においてコレシストキニンA受容体が発現し、この受容体欠損が体内時計への光入力を著しく減弱させることを明らかにした。一方で、網膜からの入力をうけるグルタミン酸作動性のSCNニューロンには、コレシストキニンA受容体が発現していないこともあわせて突き止めた。近年、光受容が可能な網膜神経節細胞から体内時計への光入力経路が注目を集めているが、われわれの実験から、クラシカルフォトレセプター-双極細胞-アマクリン細胞-神経節細胞といった別の光入力経路も重要であることが示唆された(FASEB Jにコレスポンディングオーサーとして発表)。(3)ショウジョウバエを用いて光入力と体内時計細胞が共存する培養モデルの作製に成功した。また、体内時計と光入力経路を単離した条件で培養することにも成功した。Per-luciferase発現系統やYellow Cameleon発現系統を用いての培養にも成功しており、per遺伝子発現リズムや細胞内カルシウム濃度リズムの画像化も可能となっている。この結果、ショウジョウバエの体内時計細胞の振動は、中枢神経系を介した光入力が重要な役割を果たしていることを突き止めた(論文投稿中)。