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生物学研究室

平山　順　教授

教員の研究テーマ

体内時計は、睡眠および代謝といった多様な生理機能に観察される約 24 時間の周期変動（概日リズム）を作り出す生体の恒常性維持機構です（図1）。現代社会では人工照 明により夜間でも活動が行えるため、夜勤などのシフトワークの機会が増加し夜食が常習化しています（参考文献1 & 2）。このような生活習慣の乱れは、体内時計を破綻させ、睡眠障害、代謝異常、または癌などの疾患を引き起こすことが知られています。従って、体内時計の形成機構を解明し、“ 生活習慣の乱れがどのように体内時計を破綻させるのか ” を理解することは、現代の社会的要因に起因する疾患を予防する上で重要な課題となっています。
生物学研究室では、ヒト疾患研究の有益な実験モデル生物として広く認識されているゼブラフィッシュなどの小型魚類を用いて体内時計研究を行っています（図2；参考文献3）。これまでに生化学・分子生物学的な解析から、体内時計の制御因子として機能する分子と細胞内シグナル経路を報告してきました（参考文献4－7）。これらの分子をゼブラフィッシュにおいて遺伝学的に機能阻害することにより、体内時計の破綻モデル生物の作出に成功しています（参考文献8－9）。今後の研究は作出したモデル生物の病態を、睡眠異常、肥満 ･ 糖尿病、または癌などの観点から解析し、生活習慣の乱れと体内時計異常の関連の理解、および体内時計を適切に維持するための方法論の構築に貢献したいと考えています。 ▶研究業績など

参考文献
1. Kawashima R, Suzuki I, Watanabe K, Fukuda T, Nogawa M, Hirayama J. Use of biosignal measurements for circadian clock evaluation. Advances in Health and Disease. (Edited by Lowell T. Duncan) Nova Science Publishers. 2023
2. Hughes AT, Attarian H, Hirayama J. Editorial: The Circadian Circus-How Our Clocks Keep Us Ticking. Front. Neurosci. 2022
3. Okamoto-Uchida Y, Hirayama J. The zebrafish as an attractive model animal for the study of the circadian clocks. Circadian clock: Regulations, Genetic and External Factors (Edited by Nathaniel Hayes) Nova Science Publishers. 2018
4. Watanabe K, Maruyama Y, Iwashita H, Kato H, Hirayama J, Hattori A. N1‐Acetyl‐5‐methoxykynuramine, which decreases in the hippocampus with aging, improves long‐term memory via CaMKII/CREB phosphorylation. J. Pineal Res. 2024
5. Ikegame M, Hattori A, Hirayama J, Suzuki N et al. Melatonin is a potential drug for the prevention of bone loss during space flight. J. Pineal Res. 2019
6. Uchida Y, Hirayama J, Nishina H et al. Involvement of Stress Kinase Mitogen-activated Protein Kinase Kinase 7 in Regulation of Mammalian Circadian Clock. J. Biol. Chem. 2012
7. Hirayama J, Sahar S, Grimaldi B, Tamaru T, Takamatsu K, Nakahata Y, Sassone-Corsi P. CLOCK-mediated acetylation of BMAL1 controls circadian function. Nature 2007
8. Alifu Y, Kofuji S, Sunaga S, Kusaba M, Hirayama J, Nishina H. The light-inducible genes Per2, Cry1a, and Cry2a regulate oxidative status in zebrafish. Biol. Pharm. Bull. 2021
9. Hirayama J et al. The clock components Period2, Cryptochrome1a, and Cryptochrome2a function in establishing light-dependent behavioral rhythms and/or total activity levels in zebrafish. Sci. Rep. 2019 概日リズム　多様な生理機能に観察される24時間の周期変動

(図1)

小型魚類を用いた体内時計の研究

(図2)

学生の卒業研究

現在作成中です

これまでの卒業研究

  • 2024年度　
    「金魚のウロコを用いたコラーゲンを解析するin vitroの実験系の構築」
    「ゼブラフィッシュにおけるカルシトニンの機能阻害」

授業中の写真

生物学実験授業中

生物学実験の様子