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体内時計のペースメーカー細胞が特定される−筑波大学など研究グループが解明

2015年3月


3月5日、日本の2大学の研究グループが、体内時計の制御、安定をもたらす細胞群を特定したと相次いで発表した。

発表を行ったのは、筑波大学を中心とした研究グループと、金沢大学の研究グループ。
いずれも、脳内の視交叉上核内の細胞に着目をした研究である。

体内時計は「概日リズム」とも呼ばれ、ほとんどの生物に存在している。概日リズムを制御するのは、脳内の視交叉上核であることは明らかとなっているが、具体的に視交叉上核内のどの細胞が関与しているかは不明であった。

今回、筑波大学のグループは、視交叉上核内のみで産生される神経ペプチドの一つ「ニューロメジンS」(NMS)に着目。このNMSを産生する細胞の持っている体内時計がマスタークロックとして、全身の体内時計の制御を行っていることを発見した。
マウス脳内のNMS産生細胞の体内時計を任意で操作したところ、その操作に呼応するように、マウスの視交叉上核全体および行動リズムに変化がみられた。これは、NMS産生細胞が概日リズムの制御に関わっていることを示すものと言える。
しかし、NMSを作れない状態にしても、マウスの体内時計は消失しなかったため、このプロセスで重要な役割を果たす神経伝達物質が何であるかは解明されていない。

一方、金沢大学のグループが着目したのは、視交叉上核内で産生される神経ペプチドの一つ「アルギニンバソプレシン」(AVP)産生細胞。
マウスのAVP産生細胞の細胞時計を破壊したところ、行動リズムに狂いが生じ、活動期と休息期のバランスも崩れるなど、体内時計の働きが弱まることが確認された。
また、細胞時計を破壊したマウスの視交叉上核を分析すると、AVP産生細胞では、神経細胞間のコミュニケーションに重要な遺伝子の産生量が激減していた。
これは、AVP産生細胞の細胞時計が機能していれば、神経細胞間のコミュニケーションが活発となり、概日リズムの安定につながることを示したものと考えられる。

それぞれの研究で着目した細胞は別々のものであり、体内時計の制御のメカニズムはまだまだ未解明の点が多い。
しかし、今回、細胞の特定に至ったことは大きな進歩であり、今後、体内時計の実態に迫り、概日リズム障害などの新たな治療法につながるものと期待される。

「体内時計のペースメーカー細胞特定」(筑波大学報道発表)

「体内時計の新たな神経メカニズムを発見」(金沢大学報道発表)



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