目次

巻頭言「逆-時間生理学」 ··························································································· 土居 雅夫 ····· 64
お悔やみ「時間生物学の日本の先駆者―千葉喜彦先生の思い出－」 ············································ 松本 顕 ····· 65「千葉喜彦先生を偲んで」 ················································································· 富岡 憲治 ····· 71「私のスターナビゲーション―千葉喜彦さんの思い出―」 ········································· 沼田 英治 ····· 75「追悼―堀忠雄先生」·························································································· 林 光緒 ····· 78「追悼―堀忠雄先生」······················································································· 田中 秀樹 ····· 80「堀先生の情熱と人間らしさ」 ··········································································· 小川 景子 ····· 82「工藤崇博士を偲んで」 ························································ 田原 優・中村 孝博・柴田 重信 ····· 84
総説「刺胞動物を用いた概日リズム・睡眠研究」 ··········································· 金谷 啓之・伊藤 太一 ····· 87「時計細胞集団の同期状態に着目した位相応答曲線の効率的な測定方法」 ······ 福田 弘和・増田 亘作 ····· 94「位相応答曲線の数理解析」 ··········································································· 瓜生 耕一郎 ··· 102
特集『視交叉上核発見から 50 年』「視交叉上核研究今昔」 ···················································································· 本間 さと ··· 111「視交叉上核の謎」 ···························································································· 岡村 均 ··· 118「ファブ・ファイブ論文からの視交叉上核研究展開」 ··················· 中村 渉・高須 奈々・中村 孝博 ··· 126
関連学会参加記」 ···················································· 李 若詩 ··· 132「2022 年 EBRS 体験記@チューリッヒ（スイス）「生物リズムに関する札幌シンポジウム 2022 参加して」 ··································· 田母神 さくら ··· 134

事務局報告 ·········································································································· 粂 和彦 ··· 136
学会会則 ··························································································································· 140
賛助会員リスト ·················································································································· 145
執筆要領 ··························································································································· 146
第 29 回日本時間生物学会学術大会 抄録集 ·············································································· 148
編集後記日本時間生物学会
理事長

副理事長

粂 和彦

深田 吉孝

吉村 崇

上田 泰己

事務局長

粂 和彦

編集委員長

重吉 康史

国際交流委員長

本間 さと

国際交流副委員長

上田 泰巳

評議員推薦委員長

粂 和彦

広報委員長

八木田 和弘将来計画委員長

岩崎 秀雄

選挙管理委員長

粂 和彦

奨励賞選考委員長

三島 和夫

学術委員長

沼田 英治

連携委員長

上田 泰巳

研究倫理委員長

中村 渉

ポスター賞選考委員長

土居 雅夫

監査委員

廣田 毅

理事
岩崎 秀雄

上田 泰己

粂 和彦

駒田 陽子

佐竹 暁子

重吉 康史

柴田 重信

土居 雅夫

中村 渉

沼田 英治

深田 吉孝

本間 さと

三島 和夫

八木田 和弘

吉村 崇

明石 真

飯郷 雅之

池上 啓介

伊藤 浩史

岩崎 秀雄

大川 妙子

太田 英伸*

小山 時隆*

粂 和彦

栗山 健一

黒沢 元

駒田 陽子

小柳 悟

重吉 康史

中村 渉

沼野 利佳

肥田 昌子

福田 弘和

増渕 悟

吉川 朋子

吉村 崇

（*副編集委員長)

編集委員会（50 音順、2022 年 4 月現在）

●●●●●●●●●●●●●●●●●

巻

頭

言

●●●●●●●●●●●●●●●●●

逆-時間生理学
土居 雅夫✉
京都大学大学院 薬学研究科
逆遺伝学や逆薬理学が表現する学問の体系になぞらえて「逆-時間生理学」という見方を表現してみたい。
順遺伝学では、得られた表現型の形成に至る未知の遺伝的背景に迫る一方、逆遺伝学では狙った既知の遺伝子を改変してその未知の表現型に迫る。Tau ハムスターなどに代表される特有の形質を示す生物ラインの取得を前提とする前者に比べ、ゲノム情報で開かれた2 万個以上の遺伝子群が対象となる後者は、全世界の研究者に研究の新たなチャンスを一斉に与えた（与え続けている）という点で大きい。小生もその時代性に生きている。
薬理学は、薬の作用のことわり（理）を明らかにする学問である。古典的な薬理学では、作用メカニズムは分からないがなぜか生理活性をもつ物質（つまり人類の経験知から得られた薬）があり、その生体での作用点（未知の受容体）を明らかにしようとする。一方、逆薬理学では、ゲノム情報で明らかにされた有力な作用点候補（つまり受容体や酵素の形をした蛋白質）に作用する薬のたねを探す逆向きの方法がとられる。昔に比べ、作用点の分からない生理活性物質などもうほとんど残っていない中、逆薬理学は、全ての研究者に新薬創出の希望とチャンスを与える学理であり、小生も薬学にたずさわるものとして、その希望の中に生きている。
何が既知で何が未知なのか、表現型なのか遺伝子なのか、リガンドなのか受容体なのかを整理することで、分野が内包する順・逆の方向性が見えてくる。そして、現時点で、「表現型」のレパートリーよりも機能がunannotated の「遺伝子」の方が多いことや、known の「生理活性物質」よりもゲノムにコードされた「受容体」の方が多いことから、私たち世代に残された一般的な課題の向きも見えてくるのが面白い。
生体リズムは、全身の数十兆個もの細胞で生まれ、脳の中枢時計 SCN によって全身のリズムの調和がとられる。時計システムは組織、個体に張り巡らされ、全ての階層で時が刻まれる。生理機能の多くがこの体内時計に影響されるのは明白である。実際、この十余年の研究成果の堆積によって、生理学の教科書に載っているほぼ全ての重要な生理現象には体内時計からの制御が入力することが示されたといって過言ではない。
「既知」の生理機構に体内時計からの寄与をあてはめてゆく研究体系を、順-時間生理学と名付けるのであれ
ば、この現在飽和しつつある方法の逆にあたる（あるいは補完する方法にあたる）逆-時間生理学がこれからの研究課題の１つになるのではなかろうか。
現在入手可能な生理機構の分子機序そのものが実はそもそも不完全だ。体内時計が支配する生理的素過程は広範で、mRNA の発現はもとより、転写後制御、翻訳後制御、メタボライト・イオン制御、オルガネラ機能制
御、細胞形態変化制御、細胞内シグナル伝達、細胞間シグナル伝達、脳神経回路制御、臓器を跨ぐ液性神経性シグナル制御、エクソソーム、マイクロバイオーム制御に亘る。既存の GO や KEGG pathway の記載は不完全であり、本当の現実の生理機構は未知の pathway で満ちている。オーファン「遺伝子」が known の「生理機構」
よりも圧倒的に数が多い。このような局面ではたとえ体内時計に制御される X を見出してもたちゆかない。X を起点に未知の生理機構の解明に進む逆-時間生理学的アプローチが必須となる。
もちろん未知の機構の解明は一筋縄ではいかない。X を中心としたつぶさな解析が不可欠である。しかし X の活性の日内変動が他の P や Q よりも明らかに強靭で安定ならば X の活性には重要な意味があるに違いない。体
内時計は細胞内・組織・臓器間のどの層においても重要な nodal point を制御しているはずだからだ。
こうした体内時計屋ならではの特異な視点が、他の分野にはない優れた「目利き」となり、新機構を切り拓く「ブッシュナイフ」になると私は信じている。体内時計を起点にしたからこそ例えば未知のドライアイ機構が見えることもある― 逆-時間生理学のネーミングの良否は別にして、これから先の十年、体内時計と未知の生理機構をつなぐ研究が大きな成果とともに発展していくことを期待したいと思う。

✉ doimasao@pharm.kyoto-u.ac.jp
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お悔やみ

時間生物学の日本の先駆者―千葉喜彦先生の思い出－
松本 顕✉
順天堂大学医学部

恩師 千葉喜彦先生のご逝去を悼み、謹んでご冥福を【ご出身から高校まで】 千葉先生は 1931 年（昭和お祈りいたします。

6 年）のお生まれですから太平洋戦争前で、ご出身は
日本統治下にあった平壌と伺いました。千葉先生は引

私は、山口大学理学部での修士課程在学中、および、退後に画家としてもご活躍でしたが、「絵が好きなの

その後は研究室の教務員として千葉喜彦先生の元では母親の影響かもしれんな」とおっしゃっていたのを過ごさせていただきました。大学院に入学した 1988

覚えています。また私の親が小学校の教員であったこ

年４月から、千葉先生が退職される１年前までの合計とをお話しした時に「自分もだ」ともお聞きしました。

６年間になります。ちょうど千葉先生が学内外の重職

しかし、お父様のお話は一度もお聞きしたことがありを担われて一層お忙しくなった時期と重なったことませんので、ひょっとするとお母様が小学校の教員をもあり、研究以外の面でも多くの薫陶を頂く濃密な時されていたのかもしれません。単なる私の想像ですが。

間を過ごさせて頂けたと思います。

旧制中学時代に終戦を迎えてご家族で仙台に引き揚げて来られ、その後、仙台二高に通われました。子しかしながら、本稿を読まれている特に若い学会員のみなさんの中には千葉喜彦先生といってもぴんと

供時代から野球少年だったそうで、高校でも野球部だったそうです。

来ない方も多いと思います。そこで、千葉先生ご本人

そういえば、私が大学院在学中に毎年開催されていからお聞きした記憶を元に、千葉先生の御経歴をたど

た研究室対抗ソフトボール大会ではピンチヒッター

りながら、先生が目指されてきたことなどを紹介させとしてバッターボックスに立たれることも時々ありていただこうと思います。私の記憶違いや誤解、いまました。当時の学生たちの一致した千葉先生の印象はとなっては確認しようがない事柄も多々あることを『頑固で威厳がある（つまり、ちょっと怖い）いわゆ

御承知の上でお読みいただければと思います。追悼文

る昔ながらの教授らしい教授』でした。相手研究室のとしては異例に長く、引用リストもつけていませんが、ピッチャーの学生にとってはかなりのプレッシャー

ご容赦ください。

だったと思います。自然と投げ込む球も緩くなりがち

たとえ少々不正確であったとしても、この機会に日本の時間生物学の黎明期の様子をなるだけ詳しく若でした。なお、千葉先生は打撃専門で、バットを振った後の 1 塁までの全力疾走は学生の役目でした。

い学会員のみなさんにお伝えできれば、本学会の初代学会長でもある千葉先生に喜んでいただけるだろう【加藤陸奥雄先生の門下へ】 大学は東北大理学部にと思って執筆しました（あとでも書きますが、千葉先進学され、生態学の加藤陸奥雄教授の門下に入られま

生は「ふふん、そんなもの。おい、松本。頑張りすぎした。クラスメイトには、東北大教養部の菊地俊英先だぞ」と皮肉っぽく笑われると思いますが）。

生（ショウジョウバエの味覚嗅覚研究の先駆者。九大

なお、登場する先生方の御所属などは私にわかる範の谷村禎一先生の恩師で、谷村先生が大学院生の時に囲での「そのエピソード時点」での、あるいは「千葉急逝）、筑波大の柳澤嘉一郎先生（細胞性粘菌の研究先生から話をお聞きした当時」のものです。また、い者。一世を風靡した文筆家で研究者の柳澤桂子さんのまでは故人となられた先生もいらっしゃいますが明夫君）がいらっしゃり、「三羽烏と呼ばれていた」そ記しておりません。

うです。このお話は、お正月に千葉先生のご自宅にお招き頂いた際（毎年ではないものの恒例行事でした）、✉ amatsumo@juntendo.ac.jp
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い時代です。昆虫の羽音の長時間録音や、はばたきに

千葉先生の奥様からお聞きしました。
奥様に続いて千葉先生は「3 人とも行動に関連した

よる風圧変化を感知するいわば極小の手作り地震計研究を目指したけれど、思えば、自分（千葉先生）がでのリズムモニターなど、観察対象の生物やその行動

出身研究室の路線を最後まで引継ぐことになったな」

特性に合わせていろいろな活動記録装置の開発に挑と振り返られていました。これは、加藤教授の元で助戦し、そして「まあ大体は失敗だったな」とも伺いま手・助教授を歴任されたことを踏まえての回顧と思いした。失敗続きでイヤになってしまったのかもしれなます。

いのですが（冗談です。本当はお忙しくて時間がとれ

加藤先生について千葉先生から詳しくお聞きしたなかったのだと思いますが）、私がいた頃は、千葉先ことはありませんが、京大名誉教授 森主一先生は、生はテーマを与えた後は装置の開発や指導などの1960 年のコールド・スプリング・ハーバー・シンポ

細々ごとには直接かかわらず、当時助手だった富岡憲

ジウム（本格的な時間生物学の幕開けとなった集会）

治先生（現・岡山大）が学生たちの日々の指導を一手を 振 り 返 ら れ た 日 本 時 間 生 物 学 会 誌 Vol.3 No.1に担う体制でした。

(1997)の巻頭言で『当時日本で生物の周期活動を研究していたのは、後に東北大学学長を務められた故加藤【理想とする研究環境】 海外留学の 1 回目は 1969

陸奥雄氏が、イナゴハナゾウムシという昆虫の日周期

年から 1970 年にかけてミネソタ大学のハーバーグ教

活動と日射・体温との関係を研究していたのが、私の授の研究室に行かれたそうです。しかし、残念ながら記憶に残る唯一の人である』と記されています。

私はこの時の逸話をお聞きした記憶がありません（ハーバーグについては、千葉先生の講義で「サーカディ

加藤先生の元、

アンという用語を作った人」とお聞きしましたが）。

千葉先生は日本でもかなり早くから時間生物学研究

唯一の例外は「アメリカではデータ収集に関するオーを開始されたおひとりでした。学生時代から一貫してトメーション化がかなり進んでいて、強い衝撃を受け

ご自身の専門とされてきたのは蚊の生態学/行動学でた」という感想のみです。この衝撃が千葉先生にとっしたが、種にとらわれず、常に時間生物学の分野全般て本当に強いものだったことは、次のエピソードからに目を配られていたように思います。千葉先生のバッも伺えます。

【多様性を重んじる研究スタイル】

クグラウンドは生態学だけに、現在リバイバル中の私は大学院生の頃に千葉先生の”理想とする研究環“生物の多様性”に着目した研究スタイルの先駆けと境”についてお尋ねしたことがあります。千葉先生曰いえるかもしれません。千葉研究室で提示される卒論

く「いったん実験をセットしたら、あとは自分の机のテーマに関してもこの方針は貫かれており、私がいた上のパソコンで生物の活動状況もインキュベータの6 年間だけでも、ハエ、蚊、コオロギだけでなく、プ

温度や照度も、全ての情報が一目でわかる。そういう

ラナリア、ブラインド・ケーブフィッシュ、シコクメ

研究環境をここ（山口大学）に作るのが、夢といえばクラヨコエビなどを研究対象にしている卒研生たち

夢かもしれんな」。

がいました。

いまや当たり前の研究環境に聞こえますが、私がおさらに、千葉先生の研究指導スタイルの特徴のひと話をうかがった 1980 年代後半は、やっと 16 ビット

つとして、リズムの観察方法の模索や活動記録装置のパソコンが普及し始めた頃。Windows の最初期バー

開発から着手させていたことが挙げられるかと思い

ジョンもまだ存在せず、20MB(テラでもギガでもなく、ます。さまざまな生物の中には、概日時計を持っていメガです)のハードディスクが”大容量記憶装置”と呼るか否か判らず、また、どの現象や行動に着目すればばれた時代であることを踏まえると、千葉先生のお答

明瞭な概日リズムを観察可能か判明していないもの

えに対する印象も変わってくるのではないでしょうもいます。その生物に合わせたモニター方法を探すのか。

は当然と言えば当然ですが、モデル生物一辺倒の最近の時間生物学の研究室ではあまり見かけなくなった【CARPs (Circadian Activity Recording System)】

スタイルのような気がしています。ショウジョウバエ

実は、千葉先生の積年の夢は、私が上記の質問をしたを扱っている私が指摘するのは、おこがましい限りで1988 年にはすでに部分的に実現されつつありました。

すが。

私の 2 年先輩で電子工作とプログラミングにめっぽそもそも千葉先生若かりし頃は、赤外線遮断型のアう強い正木忠勝さん（現・沖縄高専）と、富岡先生のクトグラフや、高感度の生物発光撮影装置など全く無ご活躍によるものです。8 ビットマイコンを利用して

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128 匹の概日活動を連続自動モニターし、手製の伝送刃を指貫に装着した手製の手術器具の実物を見せてケーブルでそのデータを 16 ビットパソコンに送って頂いたことがあります。あまりに細かい手術のため

さまざまな解析を行うシステムが作り上げられてい「メスとピンセットは大きすぎて使えないので自作たのです。まだプロトタイプでしたが、小規模なインした」とのことでした。指貫を人差し指の先につけ、ターネット環境を手作りで研究室内に張り巡らした

爪先で引掻くような感じで手術を行ったそうです。留

イメージでしょうか。

学当時のことや蚊の脳手術のコツなど、ひとしきり熱

このシステムは数年後には 4 台（合計 512 個体の心に思い出話をされた後、「どうせ松本は『ハエなら、同時モニター）にまで増設され、実験室と学生部屋のそんなの脳形成変異体を使えば一発ですよ。それより天井や床は配線だらけの状況になって行きました。ごPER の抗体染色で充分』とか言うんだろ」と皮肉を承知のように、時間生物学の研究にはどんな形であれ言って独特のニヤッとした表情をされたことを思い

概日リズムのモニターが必須です。そういった意味で、出します。

千葉研究室の CARPs（P は広島出身の正木先輩がお千葉先生は大変な照れ屋で、また、物静かで斜に構

気に入りの球団名に因んで無理に入れ込んだという

えた「いかにも学者風な」雰囲気を醸すことに強いこ

ウワサでした）は当時の最先端で、他大学の先生方がだわりのある、良い意味でも悪い意味でも”気取り屋”

見学にみえることもありました。私が明瞭に覚えていのところがありました。熱心に話したり大喜びしたりるのは、奈良女子大の大石正先生が学生さんと来られしている時にふと我に返って、突然、照れ隠しに変なたことです。また、私の行ったショウジョウバエの時

皮肉を言って話をやめてしまうこともしばしば。当時

計変異体スクリーニングも、このシステムがあってこは私も若くて戸惑ったりカチンと来たりもしたのでそ成立したと言えます。まさに、千葉先生の夢を富岡

すが、もうそんな皮肉も聞けないと思うと少し寂しく先生が具現化した成果の上に、タイミングよく乗っか感じます。

らせて頂いた感じです。
【交尾によるメス蚊のリズム変調】 千葉先生が退職【蚊の脳手術】 千葉先生の 2 回目の留学は 1980 年、前の数年間、最も力を入れて取り組まれたのは、交尾ジョージア大学のレー教授の元への 2 ヶ月間の短期によってアカイエカのメスに生じる活動時間帯の変留学でした。蚊の脳の手術方法を学ぶという明確な目化に関する研究です。

的をもって臨まれたようです。この時のエピソードに関しては、千葉先生の御著書「生物と時間

ジョージ

蚊の活動はオスもメスも交尾前は薄明薄暮型の二峰性ですが、メスの蚊は交尾後に夜行性に変化します。

ア大学だより」（東海大学出版会）に詳しいので、図交尾したメスの蚊は卵成熟の栄養補給のために吸血書館の書庫などで見つけてお読みくださればと思いを行います。吸血するのは深夜。獲物が寝静まり、闇ます。

に紛れての接近も容易な時刻です。つまり、夜行性へ扱いなれた蚊を用いて、概日時計の脳内での所在をの変化はきわめて適応的な行動変化といえます。吸

外科的手術で確かめる計画への第一歩としての留学

血・産卵を終えたメスは、やがて二峰性の活動型に戻でした。実験の概要としては、麻酔した蚊の頭部を開ってオスの作る蚊柱内で再交尾します。蚊柱が立つのいて生かしたまま脳の一部を切除し、その後、手術しは深夜ではなく昼下がり～夕方なので、オスの活動タ

た蚊の活動リズムを１～２週間計測。どこを切れば飛イミングに一致した二峰性の活動パターンへの復帰

翔活動の概日リズムが無くなるかで時計細胞の位置も非常に理に適った変化といえます。

を確認する、というものです。

まさに、概日リズムの生態学的意義にも深く関連し留学の成果は 1987 年の論文に結実します（Kasai

た現象で、千葉先生はこのメカニズム解明に研究人生& Chiba, Physiol Entomol, 1987）。院生の笠井聖仙の集大成として取り組まれました。生化学的手法とバさん（現・鹿児島大）がもっぱら手術を担当されたよ

イオアッセイを駆使して、オスの生殖付属腺で作られ、うですが、「せっかく脳の一部を切除し終わった蚊が精子と共にメスに渡される物質が行動変化のカギで麻酔から醒めて飛び立ち、みんなで慌てて追いかけた」

あること、その物質はおそらくペプチドであること、（＝それだけダメージ少なく蚊の脳手術を行った）とそして、メスの脳に直接到達して作用するのではない

いう伝説が、私たち学生の間に伝わっていました。

か、とまでは推測できる程度に解明は進んだものの、笠井さんが手術の時に使用したのかは不明ですが、千葉先生が留学時に使われていた、細く研いだメスの時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
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残念ながら物質同定や作用機序の解明には到らない
ままに時間切れになってしまいました。

退職からしばらくたってお話しした時には、いつも【岩波「生物時計」執筆と学会活動】 「生物時計ののように少し斜に構えて「人生そんなもんだよ」「自話」の執筆依頼は、その前年に脱稿した「生物時計」

分（千葉先生。あるいは研究者全般かも？）に興味の（岩波現代科学選書）がきっかけと伺いました。このある研究が上手く行こうが途中だろうが大したこと

書籍は発刊から長らく、生物時計に興味のある研究者ではないぞ」とおっしゃっていましたが、きっと悔しの間で”標準教科書”とも言われていました。特に、い思いをされたと思い、私としては少し申し訳ない気

当時の日本人著者によるものとしては異例といえる

分になりました（これについては、本稿の最後で再びほど充実した引用文献リストが特徴のひとつです。執

ふれます）
。

筆前から書き溜めて活用されていた書誌検索カード

このテーマに着手された 1980 年台といえば、まだ（分類ごとのパンチ穴をあけて論文名や著者名、雑誌

時計遺伝子の存在すら（日本国内では）疑われ、分子名を手書きした厚紙のカード）の箱が、教授室にうず

生物学/生化学的な手法も現代とは比較にならないほ

高く積み上げられていたのを思い出します。

ど貧弱でした。オスからメスに交尾で伝わり、メスの

私は千葉先生に「生物時計」執筆の動機をお尋ねし脳に作用して、活動リズムを適応的に変化させる（オ

たことがありますが、千葉先生のお答えは大変に意外

ス由来の）物質。バイオアッセイなどが大変すぎて研なものでした。曰く「当時は暇だったからね」。山口

究室に手勢を持たぬ今の私が引き継ぐことは難しい

大学文理学部に赴任された当初は、研究室所属の学生テーマですが、いま取り組んでも一流誌を狙えるほどがほとんどおらず、「ならば」と一念発起して、それ斬新なものと感じます。

までの知見をまとめ始めたとお聞きしました。
繰り返しになりますが、千葉先生は大変に照れ屋だ【文筆を通した啓蒙活動】 時代は前後しますが、千ったので、この時も本心をおっしゃらなかっただけで、葉先生のお名前が研究者の間だけでなく世の中に知

本当は「時間生物学（の素晴らしさや研究の緻密性）

れ渡ったのは、1975 年の「生物時計の話」（中央公論

を世に知らしめる」という大きな目標をもっての執筆

社 自然選書）の毎日出版文化賞受賞がきかっけです。

だったと私は確信しています。そして、千葉先生の意

千葉先生ご本人は例のごとく「”生物時計”という言

図は見事に実現したとも。

葉は広まったな。自分（千葉喜彦）の名前については

以下は千葉先生以外の複数の先生から伺った話でどうだかな」とおっしゃっていましたが。この書籍は、すが、岩波「生物時計」と「生物時計の話」出版以前

生物種ごとにそれまでの時間生物学的研究の成果をは、動物生理学の分野内ですら「生物時計など嘘っぱ

かいつまんでまとめた一般向けの科学啓蒙書ですが、ち」「生物リズム研究などバカのやること」（＝研究レ

いま私が読み返しても大変に面白く読めます。

ベルが低すぎる）という批判が、少なくとも一部には

千葉先生は非常に人物評価に慎重で（ひらたく言う色濃くあったのだそうです。「千葉先生の出版によっと、とても厳しい先生で）、めったに他人を誉めず、て、むしろ専門家が社会から後押しされる形で認識をご自分の自慢話も一切されませんでしたが「自分でも改めることになって行った」ともお聞きしました。も驚くほど話題になりましたね。ＴＶ局から取材電話まちろん“徐々に”ではあったようですが。

で来て驚きました」ともおっしゃっていたので、よほどの反響があったのでしょう。

これと関係しているかは不明ですが、千葉先生ご自
身も「動物学会には世話になっているけれど、同志と千葉先生は、多くの教科書や専門書の他に「蚊も時よべる人が多いのは昔から生気象学会の方でね。でも、計を持っている」（さえら書房）という子供向けの解

理学系の若い人が来るような学会ではなかったから、説書も出版されています。おそらく、日本の未来を担どうしても生物リズム研究会が必要だったんです」とう小さい子供たちに「科学する心をもってほしい」「生

おっしゃっていました。少し補足すると、千葉研究室

物時計のことを知ってほしい」と考えられてのこととの大学院生は日本動物学会の支部大会や本大会で学思います。ちなみに、この本は子供対象で挿絵の多い会デビューするのが慣例でした。また、千葉先生は本ですが、決して「絵本」と言わないでください。私1987 年に動物学会賞を受賞されています。生物リズ

は「絵本」と言って、千葉先生から「あれは絵本ではム研究会は 1984 年に設立され、10 年後の 1994 年にない。やさしく書いてあるだけで、れっきとした科学

臨床時間生物学研究会と合流して日本時間生物学会

啓蒙書だ！」と、こっぴどく叱られたことがあります。

になりました。その初代学会長の重責を担われたのが千葉先生です。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)68【常に分野の発展を願う】 千葉先生が山口大学で主いらっしゃいました。ときには分野や若手の行く末を宰されていた研究室、つまり私の出身研究室の大学院

案じるあまり、さすがの千葉先生でも自ら課した重圧での名称は「環境生物学講座におしつぶされそうになることも御有りだったのか

時間生物学研究室」であったと記憶しています。当時、”時間生物学”の名もしれません。

称を冠する研究室はまだ非常に珍しかったはずです。

学会帰りの新幹線の中で千葉先生が半分独り言の千葉先生の強い思いが覗えますが、それだけでなく環ようにつぶやかれたことがあります。いつも比較的小

境生物学講座のスタッフ集めにも千葉先生の時間生

声でゆっくり話される先生でしたが、本当に小さくて物学への思いが込められていることを、私は修士課程

しぼりだすような声でした。「（自分=千葉先生に）もを修了する頃に知りました。それは、千葉先生から「教っと力があれば、大きい科研を起こして彼らに活躍し務員として雇うので、いましばらく山口大に留まれ」て貰うんだけどね」。経緯は全くわかりませんが、めというお話を頂いた時です。当時の山口大理学部にはったにない弱気発言でした。「才能もあって頑張って

博士課程はありませんでした。

いるのに報われてない若手が潰れてしまうようでは「時間生物学は学際的な学問ですから、研究手法も
研究視点も多様でないとダメです。でも、アメリカと（時間生物学）分野の行く末は真っ暗です。なんとかしてあげたいとは思うがね……」。

違って日本では各分野の専門家をポスドクで呼ぶな

しばしば富岡先生と私は「よその心配をする前に、んてできません。そこで、です」。ちなみに、当時はこっちの心配をしてくれよ」と愚痴りあったものです

ポスドク制度自体が日本にはありませんでした。

が、ある程度の年齢になってはじめて千葉先生の心情（文理学部から理学部に改組した 1978 年に）研「も理解できるようになりました。

究室を立ち上げるにあたって、私（千葉先生）は生態
千葉先生は 1995 年 3

学の専門家なので、助教授には内分泌の遠藤（克彦）【引退後は画家として活躍】さんに、助手には神経生理の富岡（憲治）くんに来て月に山口大学を退職され、1998 年には本学会の学会

もらいました。これからの時代で足らないのは遺伝子長の任も終えられました。退職後はご自宅にアトリエの分野です。今後必ず、行動や生態学も遺伝子を使っを構え、絵画や文筆といった創作活動に力を注がれる

た解析が主流になります。だから、松本を教務員で残日々であったと聞き及んでいます。展覧会で入選などせるように動いたんです」。遠藤克彦先生は名大の福も果たされています。

田宗一先生（前胸腺ホルモンの発見者）の研究室ご出

千葉先生の時間生物学分野への信念は、「生物時計

身で、蝶の季節型ホルモン（＝光周性）の専門家でしなんか嘘っぱち」の迷信を打破し、「時計専門の遺伝た。富岡先生については本学会では説明の必要などな子なんてあるわけがない」の蒙昧を乗り越え、現在のいでしょう。

日本時間生物学会の隆盛へとつながる道を拓きまし前述の通り、当時、千葉先生は退職を数年後にひかた。そして、途中でも書きましたが、千葉先生の研究

えて、研究人生の集大成として交尾に伴う蚊の概日活

スタイルの特徴である”生物の多様性”や”概日リズ

動変調の解明を目指されていました。「私（松本）でムの生態学的意義”への着目も、いままた時間生物学

はそのテーマへの貢献は難しいのに、なぜその方面で分野の中でリバイバルされつつあります。

の人材強化を優先しないのか」という私の質問に対し、2017 年の時計遺伝子研究に対するノーベル賞に関千葉先生はきっぱりとこう答えられました。「いまさ連して、私の著作「時をあやつる遺伝子」（岩波科学ら千葉の小型を作ったってどうなる。そんな考えではライブライリー275）の献本をお送りすると、ご自分（時間生物学）分野の発展など覚束んだろう」。これが描かれた絵葉書と達筆な御礼状を頂きました。

を踏まえて、「自分に興味のある研究が上手く行こう

2018 年の夏でした。泊りがけで学会などに出かけらが途中だろうが（もっと重要な目標に比べれば）大しれた時には、早起きしてホテルの窓辺から見える風景

たことではないぞ」発言を思い出していただくと、千を白紙のハガキや小さなスケッチブックなどに描か

葉先生がご自身の研究成果よりも時間生物学分野のれるのが在職中からの習慣でした。「松本から暑中見発展の方をいかに重視されていたか、よく御理解いた舞いや年賀状を貰うと、せっかく描いた絵葉書で返信だけると思います。

しなくてはいけなくなるからやめてくれ」と言われていましたので（独特のお気遣いの言葉と思います）、【分野の重鎮として】 千葉先生は、時間生物学分野

これが千葉先生から頂いた初めての絵葉書になりまの当時の若手～中堅研究者のことも常に気にかけてす。写真も「あまり好きじゃないんだよね」とのこと

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)69

で、千葉先生とのものは今回探しても出てきませんでら、好きな絵を描いて静かな時をすごされていたのだした。

ろうと思います。最後は老衰であったとお聞きしまし千葉先生の最晩年は、長年住まれていた山口のご自た。享年 90 歳。

宅から、お嬢様のお住いの近くの施設に引っ越され、部屋を２つ借りて一方は絵のアトリエにされていたあらためて、千葉喜彦先生の慧眼と時間生物学分野へとのことです。

の先駆的貢献に心から敬服、感謝しつつ、ご冥福をおきっと時間生物学分野の発展に納得・安心されなが祈りする次第です。

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お悔やみ

千葉喜彦先生を偲んで
富岡 憲治✉
岡山大学名誉教授

2022 年 2 月に千葉喜彦先生がお亡くなりになった。

れたもので、鐘楼からは心に染み入る鐘の音が風に乗

もはやお会いすることができないと思うと、とても寂って響いてきたものである。残念ながらこの聖堂は落しく、残念でならない。

雷による火事で 1991 年に焼失し、今はモダンなヨー

千葉先生は、1931 年 12 月 1 日に朝鮮の平壌でおロッパ風の建物に代わってしまった。話がそれたが、生まれになり、帰国後は宮城県仙台で若き日を過ごさ

ザビエルは布教時に、当時山口の領主であった大内義れた。高校卒業後、東北大学理学部に進学され、加藤隆に機械時計を献上している。これが我が国に初めて睦奥雄先生に師事して蚊の行動の生態学的研究を進渡来した機械時計とのことである。千葉先生は、このめられ、「Experimental study on the activity of the

ことを引き合いに、山口で時間生物学を研究すること

mosquito」により 1967 年に理学博士を授与された。

との不思議な巡り合わせをしばしば口にしておられ我が国の時間生物学の創成期を担われた先生は、このた。

ころに開始された蚊の活動の概日リズムの研究を生

山口大学文理学部は、1978 年に人文学部と理学部

涯にわたって進められた。平壌のお生まれであることに改組され、理学部生物科学科が誕生した。その教授は何度かお聞きし、その時生物リズムの研究者の中にとなられた千葉先生は、新設された環境生物学講座をも朝鮮から帰国された方があると言っておられた。当

主催された。新たな講座を造るにあたって、助教授に時（1980 年ころ）九州大学で SCN スライスを使っは名古屋大学理学部から昆虫の内分泌学を専門とすて、柴田重信先生とともに単一ニューロンの電気生理る遠藤克彦氏を、助手には岡山大学大学院理学研究科

学的研究を進めておられた大村裕先生もその一人と修士課程を修了したばかりで昆虫の神経生理学を専お聞きした覚えがある。

門とする私を採用された。ご自身の専門が生態学であ東北大学で助手として勤務されたのち、1970 年にったので、専門分野の異なる教員で講座を組織し、多山口大学文理学部に助教授として赴任され、その後角的なアプローチにより当時謎に包まれていた概日

1978 年に教授に昇任された。赴任当時の話として、時計の実体を解明しようと意欲満々であられた。研究

当時は珍しかったオートマチック車に乗っておられ室は 3 階建ての旧文理学部南棟の 2 階東側 4 部屋とたそうで、しばしば「どこかお身体に悪いところがあ

さらにその東側に新たに増築された 3 階建ての 2 階るのですか」などと聞かれたそうだ。お若いころにはにあった。私は遠藤助教授とその一番東側の南向きのバトミントンで国体に出場されるほどのスポーツマ

部屋を共同で使った。まだ新築の建物独特の臭いのすンで、至ってお元気だったそうなのだが。山口大学赴る部屋で、私の机が置かれた東側の壁は、夏になると任後には、蚊の体内時計の研究を進める傍ら、秋吉台

太陽に直接曝され、熱気が直に伝わってきた。まだエの洞窟に棲息する生物にも興味を惹かれたようで、当アコンは無く、汗を拭きながら作業をしたことを思い時の学生たちに、半洞窟性のカマドウマやオオゲジな出す。千葉先生の教授室は、私たちの部屋とは大きなどのリズムについて卒業研究を指導されている。山口

実験室を挟んで西側にあったが、壁側のドアを通りそ

市はフランシスコ・ザビエルがキリスト教を最初に布の実験室を通って直接行くことができた。実験結果を教した地として有名であり、その布教 400 年を記念

お見せしに行くと、改組や大学院設置の準備に追われするカトリックのザビエル記念聖堂が町の中心部に忙しくされていた先生は、何時もにこやかに「こうやある亀山という小高い丘の上に建てられていた。このって研究の話をするのが一番楽しいよ」と言われたこ聖堂はザビエルの生家のハビエル城を模って建てらとを思い出す。

✉tomioka@cc.okayama-u.ac.jp
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71

その当時、文部省の補助金による非常に大きなプき、多くの先生方と知り合う機会も与えていただいロジェクトである特定研究「動物行動の発現機構」

た。本間研一先生と初めてお会いしたのも、横浜市が始まったばかりで、その研究費から多額の支援を立大学の江口英輔先生のお世話で横浜で開催された

頂いて、私の電気生理実験機器のセットアップをしこの特定研究の「リズムと動機付け」班の会議のとていただいた。それによって、コオロギ複眼の ERGきだった。班長は京都大・霊長類研究所の久保田競

リズムや、視葉の電気活動のリズムなどの研究を進先生だった。久保田先生は日頃からランニングがおめることができるようになった。千葉先生には、時好きで、佐賀県唐津市で開催された班会議の時に間生物学分野での論文の書き方も含めて、私の 40 年

は、虹の松原を完走した者に賞品を出すということ

にわたる時間生物学研究の始動をご支援いただいたになった。私も、阪大の若手の方と一緒に走った思ことに、言い尽くしがたい感謝の思いを抱いていい出がある。写真１は、その唐津からの帰りに、関る。様々な研究会や班会議などに同伴させていただ

門大橋のたもとで撮影したものである。

写真１（右）：唐津で開催された班会議からの帰り、関門大橋のサービスエリアにて（1981 年
ころ）。左から、下河内稔先生（大阪大学人間科学部教授当時）、千葉先生、富岡。

写真２（下）：山口大学で開催した国際シンポジウムの集合写真(1991 年 11 月)。前列左からJeff Hall、3 人目 Mike Menaker、5 人目、Arnold
Eskin、Greg Cahill、Gene Block、Jay Dunlap、
二列目左端に千葉先生、3 人目 Terry Page、6人目 Otto Friesen。日本人のお名前は紹介しな
いが、お顔からお分かりになると思います。

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さて、千葉先生ご自身は、蚊のリズムを制御する複的にも珍しい構成の自然情報科学科に再編された。こ数振動体に強い興味をお持ちだった。アカイエカの再編により入学定員の増員と、教員の増員も認めら（ Culex pipiens pallens ） や チ カ イ エ カ （ Culex

れた。これによって新生の生物科学講座に三菱化成生

pipiens molestus）が示す明け方のピークと日暮れの命科学研究所から井上愼一先生をお迎えすることがピークが、条件によって違った振る舞いをすること、できた。井上先生は千葉先生が確立された山口大学のまた場合によっては異なる周期で自由継続すること

時間生物学をますます発展させたいとの強い志をおを発見され、その背後に異なる振動体があるという仮持ちで、そのご尽力によって全国でも珍しい時間学研説を提出されていた。これは今日常識となったショウ

究所が設置された。その設立記念シンポジウムでは、

ジョウバエの E-M 振動体説に先立つ研究であった。

千葉先生にもご講演をいただいた。

さらに、アカイエカ雌では交尾後に双峰性の活動が夜学会活動では、本学会の前身である生物リズム研究

行性に変化することを発見され、その変化が交尾によ

会から、その設立や運営に深く関わってこられ、1994

り雄から受け渡される物質に由来することを明らか

年からは生物リズム研究会と臨床時間生物学研究会にされた。その物質については、当時東大農学部におの融合によって誕生した日本時間生物学会の初代学られた長澤寛道先生との共同研究で明らかにしよう

会長を務められ、我が国の時間生物学の発展に尽力さとされていた。一方、蚊の時計の所在についても、脳れた。前後するが、1992 年には、千葉先生、Terry Page、の部分切除実験により探索を進められた。この実験はそれに私がオーガナイザーとして山口大学で国際シ

当時大学院生であった笠井聖仙さん（現鹿児島大学理

ン ポ ジ ウ ム 「 Connections between genetics and学部）が担当し、時計は視葉以外（おそらく脳葉）に

physiology in the study of biological clocks」を開催あることを示された。余談になるが、この研究は当時した(写真 2)。
米国から G. Block、
J. Hall、
M. Menaker、TBS 系列で放送されていた大橋巨泉のクイズダービ

J. Dunlap、T. Page、G. Cahill、A. Eskin、O. Friesen

ーの 3 択問題にも取り上げられ、山口大学千葉教授のなどそうそうたる研究者を招聘し、日本側からも当時

名前が全国のお茶の間に鳴り響いた。千葉先生は、この精鋭の先生方に参加していただいて、日米の時間生うした一連の研究により 1987 年に日本動物学会賞を、

物学研究者の交流と新たな研究の発展の契機となっ1990 年には中国新聞賞を受賞された。
さらに 2007 年たことが記憶に強く残っている。ちなみに、J. Hall とだったと思うが、時間生物学の発展への貢献で、J. Dunlap は畳の部屋に泊まってみたいとのことで、Aschoff-Honma 記念財団から Aschoff and Honma

会議終了後に山口大学にほど近い湯田温泉の老舗旅

Honarary Prize も受賞されている。

館、松田家に宿泊してもらったことを思い出す。

千葉先生は、山口大学での管理運営にもお力を発揮

千葉先生は研究以外にも測り知れない才能をお持され、1982 年の修士課程設置や 1997 年の博士課程ちだった。いくつもの時間生物学関連の著書を著され、設置のために多大な貢献をされた。博士課程は先生のそのうちの一つ「生物時計の話」では、毎日出版文化

在任中には設置には至らなかったが、学位取得のため賞を受賞されている。それらの文章には先生の文才がの指導にも熱意を示された。そのおかげで私も北大でにじみ出ている。例えば、培風館から 1979 年に出版

学位を取得することができた。私の他には当時中外製された「昆虫時計」の序章の冒頭には、『潮騒－潮の薬に勤務されていた池田勇五さんが、千葉先生の指導満ちてくるときに波の立ち騒ぐこと。この言葉をもじの下に、ラットの概日リズムの研究により 1982 年にって語呂はあまり良くないが「虫騒」と私がひそかに東北大学で学位を取得されている。池田さんは d-呼んでいる現象がある。それは 6 月中旬から下旬にかamphetamine が活動リズムに強い影響をもたらすこ

けて山に囲まれた田園地帯で起こる。夕方近くになるとを発見されたが（Ikada and Chiba, 1982）、これがと、周りが虫のはばたく音に包まれるのだ。
』とある。

のちに本間研一先生の methamphetamine 依存性振先生ならではの感性のなせる業と、深く感じ入ったこ

動体の発見に繋がったと記憶している。

とを思い出す。また、芸術にもとりわけ優れた才能を千葉先生は、附属図書館長、理学部長を歴任され、お持ちで、退職前から水彩画、油彩画に素晴らしい作—

学部および大学の発展に力を注がれた。学部長をされ品を残された。中公新書の「からだの中の夜と昼たのは退職間際の 1994 年ころで、大学の大綱化を始

時間生物学による新しい昼夜観」は文章のみならず挿め激動の時代で、全国的に学科再編などの大きな動き

絵も先生ご自身によるもので、この本自体が先生の類が始まった時期であった。千葉先生は、学部内の再編

まれな才能を雄弁に物語っている。先生は、しばしばを進められ、生物科学科は物理学科と融合して、全国マグリットの「光の帝国」を引き合いに出されて、時

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間を題材とした絵画の素晴らしさを口にしておられ材を買って新しい作品を制作するんだ。
」と言っておたが、ご自身の作品に時間生物学で培われた感性を加られた。そして、ふた言目には決まって、「君も退職

え、独自の作風を確立された。数々の展覧会に出品さ後に何をするか、今から考えておいた方がいいよ。
」

れ、さまざまな賞を受賞された。もうかれこれ 25 年とおっしゃった。その頃は‘今’をやり過ごすことに精ほど前になるが、私がまだ山口大学に勤務していたこ

一杯で、とても先のことを考える余裕などなかった。

ろ、突然千葉先生からお電話があり、是非山口県立美私も既に退職して 2 年目になるが、その時真面目に先術館で開催されている美術展を見に行って欲しいと

生の忠告に従っておけば良かったと、今更ながら後悔

お誘いを頂いた。そこに出品している作品は私にならしている。

理解できるから、とのことであった。早速出かけてみ先生と直接お会いしてお話ししたのは、2016 年 9

ると、大きなカンバスに、白色を背景にしてアカイエ

月に山口市で開催された生物リズム若手研究者の集カの双峰性のアクトグラムと虹が描かれていた。作品

いが最後となってしまった。その時既に 85 歳だった

名は確かサーカディアンリズムだったと記憶してい先生はだいぶお年を召されてはいたが、生物リズムのる。退職後に、ご自宅にアトリエを構えられた先生は、研究を楽しむご様子は、お若いころと全く変わりはな

数多くの作品を制作されたが、私が見せていただいた

かった。おそらく最後まで、生物リズムには深い思い

作品のほとんどが生物と時間に関わるものだった。ソを寄せられていたことと思う。先生が設立と運営におフトなタッチで、ある種幻想的な作品であった(写真

力を注がれた本学会がますます発展することを祈っ

3)。ご自宅を訪ねた折には、「作品がある程度溜まるてやまない。先生のご冥福を心より祈るものである。

と、個展を開いてそれらを売って、得たお金でまた画

写真３：私の動物学会賞受賞を記念して、千葉先生から頂いた「体内時計」（2010 年の作品）の複製

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お悔やみ

私のスターナビゲーション―千葉喜彦さんの思い出―
沼田 英治✉
京都大学 人と社会の未来研究院

千葉喜彦さんへの追悼文の執筆依頼が、重吉康史編の楽しみの一つになっていた。

集委員長からあり、富岡憲治さん、松本顕さんも書か

私が大学院生の時には、まだ日本学術振興会特別研れるとのことであった。私は千葉さんから直接教えを究員制度はなかった。研究室や周囲の先輩たちの多く受けたわけではないし、とても荷が重いからとお断り

は学位取得後も京都大学に研修員（無給、研修料を支しようかと思ったが、私の科学者人生において、あこ払う）の形で残って、アルバイトをしながら研究を続がれの存在であった千葉さんの追悼文を書くことはけていた。しかし、私は、大学院生時代の指導者教官

とても光栄なことだと思いなおし、遠くから見てきた以外にもスケールの大きな研究者の影響を受けたい

立場から書かせていただくことにした。本学会にとっと思っていたので、学位を取得してすぐに職が得られては、千葉さんが設立者の一人で、初代理事長であっなければ、別のところに移りたいと考えていた。そのたことが最も重要なことだろうが、ここでは私の人生

第一候補が千葉さんのところであった。結局、私は学に千葉さんが与えた影響を中心に書くことをお許し位を取得する直前に大阪市立大学の助手に採用され、願いたい。受けたご恩からは千葉先生とお呼びするべ

山口に行きたいと思った話はしないままになっていきと思うが、ここでは、親しさを込めてあえて千葉さる。

んと呼ばせていただきたい。

千葉さんはその後、門下生の松本顕さんを教務員に

わが国の時間生物学の草分けは、理学分野に限ると採用してさらに研究室を充実させた。博士課程のなか東北大学の加藤陸奥雄さんと京都大学の森主一さん

った山口大学で松本さんのような後継者を育て、しかであることは衆目の一致するところであろう。千葉さも松本さんは千葉さんとは違う分子生物学を得意とんは加藤さんの門下生にあたる。また、私が 1974 年

するのは、松本さん自身の研究能力の高さはもちろんに京都大学理学部に入学した時の学部長は森さんでであるが、千葉さんの指導者としての能力の高さと学あったが、専門課程に進む時に定年退官されたので、問的な幅の広さを示している。

残念なことに直接授業を受けることができなかった。

若いころの私は、科学者は地道に自分の研究課題に

その後、私の研究生活は昆虫の内分泌学で始まったが、取り組むことこそが仕事だと考えていた。しかし、大やがて時間生物学に近づいていくことになった。大学

阪市立大学で独立した研究室を持てるようになった院生であったころから、毎年日本動物学会大会に参加

時、何人かの教員で一緒にチームを組めるような研究

し、山口大学の千葉さんとその研究室の人たちによる室づくりも、学問の発展には重要だと気づいた。そこ

時間生物学の発表を興味深く聞かせてもらっていた。

で、最初に神経生物学分野の志賀向子さんに岡山大学

私が千葉さんとその研究室に惹かれた一つの理由

から来てもらい、もう一人採用できるようになった時は、教授の千葉さんは東北大学出身で加藤さんの流れには、分子生物学者の後藤慎介さんに北海道大学からをくむ生態学分野の方であるにもかかわらず、助教授（オハイオ州立大学経由で）来てもらった。正直に言には名古屋大学出身の内分泌学者の遠藤克彦さん、助うと、これは完全に千葉さんの真似であった。

手には岡山大学出身の神経生物学者の富岡憲治さん

また、千葉さんを語るときには、多くの著書を語らを採用して、多様な考え方や実験方法を駆使して時間ないわけにはいかない。私は、とりわけ、「生物時計—

生物学に挑んでいた点である。その当時、千葉さんとサーカディアン・リズムの機構」に感銘を受けた。誰特に親しく言葉を交わした記憶はないが、遠藤さん、から聞いたのかは忘れたが、これは岩波書店への持ち富岡さんも含めて学会のたびにお会いするのが毎年込み原稿であったそうだ。通常岩波は持ち込み原稿を✉ numata.hideharu.8r@kyoto-u.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)75

出版しないにもかかわらず、例外的に認めたらしい。

されて、絵を描いておられ、著名な展覧会にも出品さ

前述のように、私は科学者の仕事を狭くとらえていた

れ、受賞もされていると聞いていた。画家としても趣ので、実験・観察をして英語で原著論文を書くことだ

味の領域ではなかった。フェイスブックで「友達」にけが義務で、それ以外はやってもやらなくてもよいとなり（図２）、たくさんの素晴らしい作品を見せてい考えていた。後に、総説や著書、訳書の重要性を理解ただいた。一度しかない人生において一つのことがでするようになったが、残念ながらいまだに単著で専門きればそれでよいという考えもあるだろう。しかし、書を書いた経験はない。この「生物時計」は 1975 年

定年を機にこれまでの人生に区切りをつけ、充実した

7 月発行であるから、出版時点で千葉さんは 43 歳と第二の人生を送ることも素晴らしいと思う。私も昨年いうことになる。書こうと決心されたのはそれより以定年退職して、ますますその思いは強くなっている。

前あったことを考えると、学問を普及させることの重充実した第二の人生という意味でも千葉さんは私の要性に早くから気づいておられたのであろう。このほ

あこがれの人であり続けている。

か単著のものだけでも、中央公論社「生物時計の話」、

2017 年に第 24 回日本時間生物学会学術大会を京「からだの中の夜と昼―時間生物学による新しい昼

都大学で開催した時には、お願いしてポスターのため

夜観」、東海大学出版会「生物と時間―ジョージア大の絵を描いていただいた（図３）。この絵はポスター

学便り」、さらには子ども向けのさ・え・ら書房「蚊に使用したほか、ポストカードとして参加者に配布し、も時計を持っている」があり、いずれも名著で、今読「時間生物学」23 巻 2 号の裏表紙にも採用された。

んでもまったく古さを感じさせないが、子ども向けの元の絵は、千葉さんにお願いして私がいただいて、額１冊以外はすべて絶版なのが残念である。

に入れ、わが家の宝物になっている。ご本人も大会に

1990 年代の終わりに、私はヒメマルカツオブシム
シの概年リズムの研究を始めた。その話を学会で千葉参加していだく予定になっていたが、自転車の転倒事故があって残念ながら来ていただけなかった。

さんにしたところ、「加藤陸奥雄さんもこの虫の周期

千葉さんと最後に直接お会いしたのは 2013 年に近性を研究されていた」と文献を紹介してくださった。

畿大学で開催された第 20 回日本時間生物学会学術大私にとって加藤さんは、昆虫の周期性研究の草分けと会の時だったと思う。既に生物学からは引退されて本して、あるいはむしろ東北大学学長や大学入試センタ

職は画家であったかもしれないが、懇親会での乾杯のー所長として認識していたが、この研究のことはまっ

音頭を取られる際に、「概日時計の分子機構の研究はたく知らなかった。私の不勉強をさらけ出したようで著しく進んだが、時間生物学のそのほかの分野にはま恥ずかしかったが、偉大な先人たちの業績を知ること

だまだ解決すべき課題が残っている」と発言されたとの重要性を改めて認識した。ちなみに、加藤さんも森記憶している。生態学者の加藤さんから千葉さんとい主一さんも終戦の直前に学位を取得されており、戦争

う学問的な流れの中で、野外での生活と密着した時間

中も研究を続けておられたことが印象に残っている。

生物学研究の重要性を指摘されたのだろうと推測しそのほか、千葉さんとの懐かしい思い出として、2003ている。少しずつではあるが、本学会でもそのような年に富岡さんが山口大学から岡山大学に移る際の送観点の研究が増えてきているように思うので、千葉さ別会に、私も参加させていただき、遠藤さん、井上愼

んも喜んでくださっているのではないだろうか。

一さんらとお会いしたことが強く印象に残っている輝く星（スター）は遠くにあっても光は届く。その（図１）。なお、哺乳類の視交叉上核研究で有名な井光を目指して飛んでも近づくことはできないが、それ上さんは 1995 年に千葉さんの後任として三菱化成生を頼りに飛ぶべき方角を知る鳥もいる（Sauer and

命科学研究所から山口大学に移っている。

Sauer 1961, Cold Spring Harb Symp Quant Biol

千葉さんが山口大学を定年退職されてからはお会いする機会は減っていった。生物学からは完全に引退

25:463–473）。そういうスターと出会えたことが私の幸せである。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)76

図１ 山口大学から岡山大学に異動する富岡憲治さんの送別会（2003 年 3月 11 日、当時山口県阿知須町にあったレストラン「あじす葡萄の森」にて）。左から富岡、沼田英治、千葉喜彦、井上愼一、遠藤克彦。

図２ 千葉喜彦さんのフェイスブックのプロフィール写真。2013 年 8 月 19 日に「私の仕事場です。
」というコメン
トつきでアップロードされた。

図３ Rhythmicity and Homeostasis（千葉喜彦）。第 24 回
日本時間生物学会学術大会のポスターのために描いていた
だいたパステル画。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
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お悔やみ

追悼ー堀忠雄先生
林 光緒✉
広島大学大学院 人間社会科学研究科

2021 年 6 月 29 日、堀 忠雄先生が 76 歳で永眠さ2008 年に広島大学を 63 歳で定年退職される際、それました。長年、堀先生のご指導を受けながら一緒にの記念として堀先生のご研究の集大成になるような研究を続けてきた身として、先生のご研究の足跡をた

専門書を作ろうと、卒業生の間で話がまとまりました。

どりたいと存じます。

堀先生に編者になっていただき、堀研究室のもとで博堀先生は、本邦における睡眠学の黎明期から睡眠研士号を取得した卒業生一同で執筆を担当したのが、究に携わってこられた心理学者です。これまで内観に「睡眠心理学」9 です。堀先生には、第 1 章「睡眠心頼るしかなかった意識心理学に対して、客観的な指標

理学とは」をご執筆いただきました。

を用いて意識の変遷過程を明らかにしようとされま「睡眠心理学」という名称は、「新生理心理学２ 生した。それが入眠期や、睡眠中の注意機構、レム睡眠

理心理学の応用分野」10 の「2 部 睡眠心理学への応

中の夢、日内リズムの研究へとつながっていきました。

用」（p.63）と、「7 章 睡眠心理学の歴史と発展」(p.64)

学部・大学院時代を過ごされた早稲田大学では、睡に使用されていますが、この名称が書籍の表題として

眠中の皮膚電気活動の研究をされ、指導教員の新美良

使われたのは、この本が初めてです。堀先生のご研究

純先生とともに、睡眠全体を包括する専門書、「睡眠，を概観したとき、この名称が一番ふさわしいのではな

その生理心理学」 1 を執筆されました。その当時、

いかと広島国際大学の田中秀樹教授と私とで考え、堀Rechtshaffen & Kales (1968)の睡眠脳波アトラス 2 の先生には後にご承諾いただきました。

邦訳版 3 は刊行されていましたが、本邦では睡眠に関する専門書がほとんどない時代のことでした。

このように「睡眠心理学」の発刊は、卒業生が勝手に話を進めたのですが、堀先生がこの本についてどの

福井大学に赴任されてからは、脳波を用いて入眠期ように思っておられたのか、聞きそびれてしまいましにおける意識の変遷過程に関する研究を始められまた。そのことが心残りです。喜んでいただけたのではした。その研究は、1982 年に広島大学に異動されてないかと思ってはいるのですが。

からも続けられ、堀先生が策定された 9 段階の入眠期

ご定年後は、2012 年まで福山通運澁谷長寿健康財

脳波の判定基準 4 は、現在、Hori stage として国内外

団睡眠科学研究所所長を務められ、初学者 11 や、一般

で用いられています。

読者を対象とした書籍 12,13 を出版されるなど、啓蒙活林が広島大学に入学したのも 1982 年で、1984 年

動に当たられました。また、2006 年に一般社団法人の学部 3 年次に堀先生の研究室に入れていただきま日本睡眠改善協議会を立ち上げられ、その理事長としした。ちょうどその年に隔離実験室が完成し、堀先生て「睡眠改善インストラクター」の育成にご尽力されは入眠期の研究とともに、意識状態の日内リズムに関ました。

する研究 5 を始められました。
日本時間生物学会には、

堀先生は、睡眠に関する数多くの研究業績を残され、1994 年の第 1 回設立記念学術集会から毎年参加され、多数の優秀な卒業生を育てられました。師としても、知覚や認知、眠気に関するウルトラディアンリズムや研究者としても、とても尊敬しておりました。先生のサーカセミディアンリズムに関する研究成果を発表

お話を伺うことができなくなってしまったことがとされました。

ても残念です。ご冥福をお祈りします。

90 年代後半からは、仮眠の効果

6 に関する研究に着手されるとともに、事象関連電位を用いて睡眠中の参考文献

注意機構 7 やレム睡眠中の夢の発生機序 8 に関する研1.

究に取り組まれました。

新美良純、堀 忠雄. 睡眠 その生理心理学. 培風

館 (1974).

✉mhayasi@hiroshima-u.ac.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
78

2.

Rechtschaffen, A., & Kales, A. A manual of

6.

standardized terminology, techniques and

間 仮 眠 . 生理 心 理学 と 精 神生 理 学 25, 45-59

scoring system for sleep stages of humansubjects. (Washington, D.C.: Public Health(2007).
7.

Service, U.A. Government Printing Office,1968).

林 光緒、堀 忠雄. 午後の眠気対策としての短時

堀 忠雄. 睡眠中の注意（見張り番機構）と事象関連電位. 基礎心理学研究 19, 60-65 (2000).

8.

小川景子、入戸野宏、堀 忠雄. レム睡眠中の夢3.

清野茂博訳. 睡眠脳波アトラス 標準用語・手技・－視覚心像の生成過程－. 生理心理学と精神生判定法. 医歯薬出版 (1971).

理学 25, 5-15 (2007).

4.

Hori, T., Hayashi, M., & Morikawa, T.

9.

Topographicalthe

10. 柿木昇治、山崎勝男、藤澤 清編. 新生理心理学

onset:

2 生理心理学の応用分野. 北大路書房 (1997).

hypnagogic

EEGchangesexperience.

In:

and

Sleep

Normal and abnormal processes (eds R. D.

Ogilvie, & J. R. Harsh), 237-253 (Washington,
D.C.: Psychological Association, 1994).
5.

堀 忠雄. ねむけの心理学. 心療内科 5, 78-85(2001).

学会のあと堀先生を囲んで（2002.5.22）
早稲田大学で開催された第 20 回生理心理学会大会のあと、堀先生を囲んでのスナップ。堀先生は左から 2 番目。左端は広島大学の坂田省吾先生、堀先生の右側は広島大学の小川景子先生、右端が理化学研究所の玉置應子先生。

堀 忠雄 編睡眠心理学. 北大路書房 (2008).

11. 堀 忠雄. 生理心理学-人間の行動を生理指標で測る. 培風館 (2008a).
12. 堀 忠雄. 眠りと夢のメカニズム. ソフトバンク

クリエイティブ (2008b).
13. 堀 忠雄. 安眠健康術. 海竜社 (2011).

広島大学ご退職日（2008.3.31）
広島大学ご退職日に、林の実験室で「睡眠心理学」にサインをいただいているところ。

堀研究室と林研究室の合同合宿（2007.8.28）
温泉旅館で、睡眠段階判定の勉強合宿を行ったときの集合写真。真ん中が堀先生。右端が林。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
79

お悔やみ

追悼ー堀忠雄先生
田中 秀樹✉
広島国際大学 健康科学部

2021 年 6 月 29 日、堀 忠雄先生が 76 歳で永眠さいかれました。ドキドキしながら見送りましたが、堀れました。76 歳でした。1 年以上の月日が流れました

先生は朗報と共にかえって来られ、「〇〇大学もうちが、堀門下生の一人として、先生との思い出を綴りたの結果を支持するようなデータ出していたよ。良い発

いと存じます。「堀先生に出会っていなければ、今の表になったよ、ありがとう」と皆をねぎらってくださ自分はありません・・」、一人のかみしめるような言いました。これは 25 年以上たった今も忘れることな葉を発端に、「俺もだよ！」「僕もです！」としみじみい思い出で、私の高齢者の睡眠研究のスタートにもなつづく。堀忠雄先生のお通夜には、大学や研究所で研りました。堀先生は、学会発表に関しても、熱心に丁究、教育に携わっている堀研究室出身者が全国からお寧に指導していただきました。
「原稿用紙 400 字あた

別れに駆けつけました。「睡眠心理学」（北大路書房,

り、話口調で 1 分」、「図の縦軸、横軸をしっかり説明2008）は、堀先生のご指導のもと博士号を取得した門し、これをご覧になると、〇〇ということがわかりま

下生 12 名（広島大学の林光緒先生、小川景子先生、す。そこで、次に・・の流れ」、「次に出るスライドを駒沢大学の岩城達也先生、産業技術総合研究所の甲斐聴衆が想像できるように話しなさい。」、「発表原稿は

田幸佐先生、福島大学の高原円先生、理化学研究所のスライドと対応させて丸暗記」、いずれも大学院生の玉置應子先生等が大学や研究所で睡眠や生体リズム

時代に堀先生に教えていただいたことです。広島大学の研究に従事）が執筆していますが、その大半が通夜、を退官されるまで、学会、出張中の堀先生のカバンの葬儀の場にいました。堀先生が指導された最後の博士

中には、いつも大学院生の論文原稿が数本ありました。

号取得者、阿部高志先生（現：筑波大学）もおられま

航空機や新幹線での移動時間にも論文添削をされてした。国際学会では、いつも自然と一緒に行動していいる姿を拝見することは珍しくありませんでした。

るメンバーでの会話でしたが、現実を受け止めきれず、「こうすれば、こうなる！を実感させることが大切」

ぽっかり穴があいた感覚に包まれていました。北海道

これは、私が広島大学の助手の時にお酒の席でお聞き

大学の松浦倫子先生、労働安全衛生総合研究所の池田した堀先生のお言葉です。二人とも結構酔っぱらって

大樹先生も堀先生の後継者の林先生のご指導で学位いましたが、不思議と覚えています。堀先生は、研究を取得した孫弟子、堀門下生です。

者、教育者人生の道標でもあります。私が広島国際大

堀先生の研究への姿勢、指導は徹底していました。

学に就任した際に、堀先生からいただいたお言葉「田データに真摯に向き合う姿勢はもちろんですが、デー

中さん、学生指導に大切なのは忍耐と根気です。日々、

タ解釈にも慎重で、「別のデータ分析もやってみて」、

忍耐と根気だよ」を肝に銘じ 20 年以上学生指導に関「ローデータから見直してみて」と指導されることもわってきましたが、堀先生の忍耐と根気の日々の中でありました。意欲的な高齢者の多くが 30 分以内の昼

私たちは育てられ、今の自分があること、そして堀先寝をとっているとの結果が出たときには、当時、高齢生に学んだ行動科学者としての責務を痛感させられ者の昼寝は negative なイメージがあった時代でしたます。

ので、「データ入力からもう一度やり直してみて」と

堀先生のもとで、大学院生、助手として同じ空間で指示され、堀研究室全員でデータ入力からやり直しまご指導をいただいた期間は６年でしたが、その後のした。しかし、再分析の結果は、高齢者の 30 分以内

20 年以上にわたり、常に見守り、様々な環境を整えの昼寝が Positive、1 時間以上の昼寝は negative にていただき、根気強くご支援していただきました。

機能することを示すデータでした。堀先生は、覚悟を1998 年、堀先生は、国立精神神経センター精神保健決め、そのデータをもって科学技術庁の研究発表会に研究所の白川修一郎先生の元で学ぶ機会を与えてく✉ t-hideki@hirokoku-u.ac.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
80

っていきなさい」と堀先生個人所有の Sleep 等の論文の製本（本棚１個分)と 20 世紀前半も含む様々な論文のコピーがギッシリ詰まった段ボール 3 つをいただ
きました。これが堀先生自身研究者としての一つの区切りだったとのかもしれません。この引っ越しに連れて行った広国大生の一人に田村典久先生（現：広島大学）がいたことにも運命を感じます。彼は、本学で学位を取得後、東京医大で、井上雄一先生や駒田陽子先
生をはじめ、高橋清久先生、大川匡子先生のご指導も受けています。現在の広島大学では、林光緒先生の多大なご支援を受けています。これも堀マジックではと、
未来へつながり、希望も感じております。堀先生がつThe World Federation of Sleep Research and Sleep Medicine
Society, 2007 年ケアンズ
堀先生（中央右）、白川先生（中央左）、玉置先生、阿部先生（左端から）小林先生、田中（右端から）、小川先生（前列左）、松浦先生（前列中央）

ないでくださったものの尊さを感じる日々が続いていくことでしょう。
堀研究室は、大学院で堀先生のご指導を受けようと、
他大学、他分野からも学生が集まる研究室でした。私もその一人ですが、鹿児島大学の理学部で味覚研究をださりました。当時の国立精神神経センターには、高していた大学 4 年生の時でした。
「堀忠雄先生のもと

橋清久先生、大川匡子先生、内山真先生、朝田隆先生

で、学びたい！もっと知りたい！」ある本を読み終え、をはじめ、錚々たる先生方がおられました。
「田中君、

熱い想いがこみ上げました。早速、「脳と心のトピッ

エベレスト、ヒマラヤ山脈、体感してきなさい」。東クス 100」（堀 忠 雄、 斉 藤 勇 （ 編集 ）誠 信 書房

京に赴く際に堀先生にいただいたお言葉です。

1989/12/1）の著者である広島大学の堀忠雄先生に手2001 年に私が広島国際大学に着任してからは、折紙を書き、お会いし、ワクワクするような興味深い話に触れお声をかけてくださり、林先生も交えて、合同をたくさんしていただきました。あれから 30 年…以の研究会を実施していただきました。退官記念講演を

上たちますが、心が躍ったあの瞬間は今も鮮明に残っ聴講した本学の学生 15 名中、7 人が大学院に進学したことも印象的で学問の魅力を伝える堀先生の力量を実感しました。2012 年 3 月、福山通運澁谷長寿健康財団睡眠科学研究所所長を引退される際に堀先生ています。学位を取得し、広大を巣立った修了生に、常に心を配り、有形、無形のご指導、ご支援を根気強くしていただいた堀先生、感謝に堪えません。ご冥福をお祈りいたします。

に呼ばれました。「田中さん、必要なものは、全部持The European Sleep Research Society, 2006 年インスブルク
堀先生（中央右）、白川先生（中央左）林先生（左列前）、甲斐田先生（右列中央）

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
81

The European Sleep Research Society, 2006 年インスブルク
堀先生（右前）：林先生（中央右）玉置先生（左前）：田中（中央左）お悔やみ

堀先生の情熱と人間らしさ
小川 景子✉
広島大学大学院 人間社会科学研究科

堀忠雄先生は、研究者であり教育者であり、等身大

同じ学部のキノコ研究の先生が「堀さ～ん」と言っての人間でいらっしゃいました。私が大学 3 年生でお会

研究室にいらっしゃって、「僕もさー」「いや、実は僕

いした時、堀先生は確か 55 歳でした。その時の堀先もさー」と、お二人で体の痛い所自慢しておられるの生は、ロマンス・グレーの髪の毛で小柄な紳士といっが楽しく、なんだかほっとしました。

たご様子でした。大学生の私たちからすると、実年齢

先生は、動物や植物もお好きで、定年退職したら土の 10 歳くらい上の風格にみえました。それ以降は永いじりをして過ごしたい、とおしゃっていました。た遠の 55 歳でした。椅子にちょこんと座っておられ、だ、周りにいた誰もが「（研究のことが頭を離れるわ

女性の学生さん達からは「かわいい」とよく言われてけないだろうから）絶対無理だろう」と確信していまおられました。もちろん、研究室に所属して研究を進した。研究も、教育も、植物も手間をかけて応答をき

めれば進めるほど、そのお姿はかわいいどころではな

くのがお好きだったのかもしれません。ご定年後に先く、どんどん大きくなっていきました。

生のお宅へお伺いした際、息子さんが「毎日パソコン

先生の授業は、どう頑張っても眠くなるので、「声に向かっている」とおしゃっていました。

の周波数に何か仕掛けがあるんじゃないか」、「わざとそんな先生が羽目を外してすごく楽しそうにされ寝させようとしているのではないか」、「さすが睡眠研

るのが飲み会でした。大学では教育者の側面が強い堀究者」、とみんなで言っていました。いくら授業を聞先生ですが、学会では第一線の研究者であり、研究を

こうとがんばっても、気が付いたら入眠しています。

楽しみ、一喜一憂する少年のような方でした。私がおそんな中、先生の授業で生涯の研究テーマに出会えた

会いした頃の堀先生は Hori stage もでき、お昼寝のことは私にとって宝でした。まどろみながら、これ研究も定着し、研究室には多くの人が集まり、研究者だ！と思ったのを覚えています。一方で、最先端で専として育っていっていました。でも、その人生は山あ門的なお話も、先生の話術にかかれば、小学生から高り谷ありの連続でいらっしゃったのではないかと思齢者まで、皆さんが面白い！というご講義になりましいます。先生は、とことん研究して、悩んで、飲む （おた。真面目な話の途中に入る不意の冗談に、皆さんが酒）、等身大の人間でいらっしゃったように思います。

クスッとして、そんな皆さんをみて、先生がニヤリとご苦労と努力の分、一言一言に力があり、皆さんの心される、そんなやり取りもありながら、誰もが引き込に響いたのではないかと思います。そして、常に 5 年まれる講義になっていったのだろうと思います。

後、10 年後、さらにその先をみておれたと思います。

先生のところには、様々な相談事が舞い込んでいま

最近、先生が書かれた文章を読む機会がありました。

した。大学や学会関係の案件だけでなく、研究室内外「この時点ですでにここまで考えておられたのか」と問わず学生さん達の相談、突然やってくる知らない方

びっくりしました。預言者かと思いました。日頃は自からのお手紙にも真摯に対応されていました。先生は分を律し、飲み会で楽しく発散して、またがんばる。

とてもお忙しいはずなのに、相談のたびに手を止めてそして、冷静にデータと数年先をみる、この繰り返し

じっくり話を聞いてくださっていました。あるとき私でいらっしゃったように思います。

自身も 2、3 時間くらい話を聞いてもらった（話して堀先生は睡眠で世界は変わる、変えたいと考えておくださった）ことがありました。聞いてもらった後、られたと思います。お葬式の時、とても悲しかったと先生の部屋を出てドアを閉めた瞬間、「あれ、何でお同時に、その情熱に対して「まだ何も自分からご報告伺いしたんだっけ？」となっていました。何はともあできることがない」と思いました。まだまだ教えて頂れ、よし、またがんばろうといつも思えました。時々、きたいことばかりでした。先生ならどうおっしゃるか✉ ogawakeicom@hiroshima-u.ac.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)82

なと考えながら、過ごしていこうと思います。そして、私の人生初学会でした。そして 2025 年に今度は林光先生のように論文や書物だけでなく人の心にも残る緒先生が大会長で、同学会 (第 49 回日本睡眠学会) を研究者になれたらいいなと思います。

同じく広島大学で開催されます。堀先生がいらっしゃ1999 年に堀先生が大会長をされた第 24 回日本睡眠学会 (広島大学) に私も学生でお手伝いしました。

ったら、「ほっほっ」と 1 番に喜んでおられただろう
なと思います。

ほぼ昔のままの堀研実験室

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
83

お悔やみ

工藤崇博士を偲んで
田原 優１✉、中村 孝博２✉、柴田 重信３✉
１広島大学大学院 医系科学研究科 公衆衛生学
２明治大学 農学部 動物生理学研究室
３早稲田大学 先進理工学部 生理・薬理研究室

工藤崇君が、
2022 年 5 月 16 日に永眠されました。

工藤崇さんとの最初の出会いは、お互い大学院生でそこで、学生時代の研究指導者であった私と、工藤君あった時、滋賀で行われた第 11 回日本時間生物学会と研究仲間であった中村孝博先生、田原優先生にも追学術大会でした。懇親会で留学から帰ってきたばかり悼文を書いていただき、故人を偲び、ここに御冥福をの中村渉先生（当時、北海道大学）を捕まえて、バーお祈りしたいと思います。

ジニア大学の Gene Block 先生の研究室での生活につ

工藤君は 2003 年に人間科学部の最後の卒業研究のいて、根掘り葉掘り聞きました。最初の工藤さんの印

学生として、柴田研に配属されました。私の移動に伴象は、物静かだけど内に秘める闘志がある人だなといい、理工学研究科の電気・情報生命専攻の一期生としうことでした。その次の年（2005 年）、私は Block 研て修士・博士に進学しました。修士は 1.5 年で終わり、究室に留学し留学生活を開始しました。2007 年 8 月、2007 年 9 月に博士終了後、直ちに 10 月に Gene Block

Block 先生の異動に伴い私も一緒に UCLA に移り、の研究室のポスドクになりました。また、文科省の「頭Block/Colwell 研究室をスタートさせました 1。

脳循環加速の若手研究者・・」「博士一貫課程」で、カラボのセットアップもままならない 2007 年 10 月

リフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）の Colwellに、工藤さんがロサンゼルス（LA）の地に降り立ちまラボに柴田研から多くの学生が派遣され、共同研究をした。Block/Colwell 両先生から彼のお世話役を任さ通して工藤君には大変お世話になりました。工藤君はれた私は彼にあれこれと説明し、早く研究が開始でき

UCLA に都合 10 年間在籍し、PI ポストを探す努力

るようにしました。普通の人であれば、アパートを決をしていましたが残念ながらそれは叶わず、日本に帰めたり、銀行口座を開設したりなど米国の生活に慣れ国しました。渡米後間もなくして、非常に珍しい嗅神

るのに最低でも 1 ヶ月はかかりますが、彼は時差ボケ

経芽細胞腫になり手術を受け、その後も研究活を続けが治るよりも早く LA での生活に適応し、実験を開始ていました。最近日本の大学の特命助教のポジション

していました。
この後、私が LA を去る約 2 年半の間、が終了して松山の実家に帰省後、細胞腫の再発が原因

彼は、土日など関係なく毎日、8 時前にラボに現れ、で亡くなられたそうです。彼の推薦書を和文や英文で22 時に帰宅するという生活を送っていました。その書くことが多々あり一部を記載すると以下のように後も体が許す限り継続されていたと思います。彼の研なり、自慢の教え子のひとりでありました。「工藤博究に対するストイックさは私が知っている研究者の士は精力的によく働き、また多くの学生をグループと中でも群を抜いています。私の研究もよく手伝ってくしてまとめて指導していたので彼の研究とその生産れて、私が UCLA で実験し発表した 3 報の原著論文

性には大変驚かされました。その研究能力の高さからに工藤さんが共著者になっています 2-4。ストイック

工藤博士は博士課程在学中に私の研究室で助手にな

で物静かな工藤さんでしたが、遊びに誘うと断ることることができ、博士課程修了までの 1 年半立派にそのなくいつも参加してくれました。侍 JAPAN がワール役割を務めました。工藤博士は博士課程在学中に 14

ドベースボールクラッシック（WBC）で優勝した時

報の論文を報告し、そのうちの 5 報は筆頭著者であり（2009 年）の準決勝アメリカ戦をドジャースタジアます。
」

ムに観戦しに行った時は、前のめりになり侍 JAPAN

（柴田重信）

を一生懸命応援していました。普段見ない工藤さんの✉yutahara@hiroshima-u.ac.jp、takahiro@meiji.ac.jp、shibatas@waseda.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
84

姿を見ることができ、少し嬉しかったことを今でも鮮明に覚えています。

工藤さんは、UCLA で、SCN における新たなカリ
ウ ム チ ャ ネ ル の 役 割 に つ い て The Journal of2014 年に私が明治大学に異動すると、日本での面

Neuroscience 誌に報告した後 5、神経変性疾患モデル

接の合間に私のラボを訪問してくれました。その後もマウスを用いた概日時計研究を展開していました。電メールのやり取りはしていましたが、それが彼と話し

気生理や免疫染色、行動薬理学的な手法を用いて、神た最後になってしまいました。ラボで苦楽を共にした

経変性に伴う中枢時計の変化をきっちりと捉え、学友として工藤崇さんの研究に対する姿勢を尊敬しColwell ラボの新たな研究領域を切り開く大事な仕事ています。工藤さんの生き様は、レジェンドとして私をされました 6。これらの研究は現在の Colwell ラボのラボの学生に語り継ぎたいと思っています。最後にのメインテーマになっております。私も UCLA に一「工藤さん、ありがとう。どうぞ安らかにお休みくだ緒にいた間に、2 本共著者として論文に関わらせて頂さい。
」

きました 7。とにかく工藤さんは私にとって一番の柴（中村孝博）

田研の先輩であり、研究者の鏡でした。突然のお知ら
工藤さんとは、学部生の 1 年間（柴田研にて）、博
士課程の 1 年間（UCLA にて）、研究生活を共にさせせで悲しい限りですが、御冥福をお祈りいたします。
（田原優）て頂きました。私にとって柴田研で一番年齢の近い博士の先輩が工藤さんであり、研究者としての道を教えてくれた方でした。まだ研究室に来て数回目の私に、
ストップウォッチを構えて、マウスの脳をいかに早く

参考文献

サンプリングするかを教えてくれたのが工藤さんで

1. 中村孝博、「アメリカ合衆国研究留学記」時間生した（学部生の私には衝撃的なトレーニングでした）。

物学 Vol. 15 No.1 (2009).

工藤さんは正月も関係なく朝から夜中まで研究室に2. Nakamura, T.J.,... Kudo, T. et al. Age-Related

居て、とても勤勉な方でした。その生活は UCLA でChanges in the Circadian System Unmasked byも変わらず、また永眠される直前でもそうだったと聞Constant Conditions, eNeuro 2, ENEURO.0064-15

いています（もう少し自身の体を労って頂きたかったです）。
。
。
UCLA に個人旅行で訪問した際は、とても嬉しそ
うにウエストウッドやサンタモニカの街を紹介してくれました。その後私が UCLA に留学した際は、研(2015).
3. Nakamura, T.J.,... Kudo, T. et al. Age-related decline
in circadian output. J Neurosci 31, 10201-10205(2011).
4. Nakamura, T.J.,... Kudo, T. et al. Influence of the

究だけでなく、家探しなどの生活面でも助けて頂き、

estrous cycleonclock gene

expression

in

工藤さんにとって一番お世話をしたのが私だったの

reproductive tissues: effects of fluctuating ovarian

ではと思います。私が UCLA に行った時には既にがsteroid hormone levels. Steroids 75, 203-212 (2010).

ん治療は終えており、放射線治療で何度か入院するの

5. Kudo, T., Loh, D.H., Kuljis, D., Constance, C.,

みだったと思います。私は留学中、一度だけ工藤さん

Colwell, C.S., Fast delayed rectifier potassiumと喧嘩してしまいました。「分からない事は誰かにま

current: critical for input and output of the circadian

ず聞いてみる」、そう考えていた私に、「自分で調べてsystem. J Neurosci 31,2746-2755 (2011).

自分で考える」ことを教えてくれたのが工藤さんでし6. Kudo, T., Loh, D.H., Truong, D., Wu, Y., Colwell, C.S.

た。その当時何も教えてくれない工藤さんに憤りを感

Circadian dysfunction in a mouse model ofじ、無礼なメールを送ってしまい、その後、工藤さん

Parkinson's disease, Exp Neurol 232(1):66-75 (2011).

が私の部屋に怒鳴り込んできました。今となっては懐7. Kudo, T., Tahara, Y., et al. Vasoactive intestinal

かしい思い出ですが、申し訳ないことをしてしまいま

peptide produces long-lasting changes in neural

した。

activity

inthesuprachiasmatic

Nuerophysiol 110, 1097-106 (2013).

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
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nucleus.

Jベニスビーチでの工藤氏

UCLA にて Colwell 先生(左奥)、Block 先生(右奥)と一緒の工藤氏（左前）WBC2009 準決勝アメリカ戦を観戦した時。工藤氏の笑顔がとても印象的でした。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
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総説

刺胞動物を用いた概日リズム・睡眠研究
金谷 啓之１、伊藤 太一２✉
1 東京大学 大学院医学系研究科 システムズ薬理学教室、2 九州大学 基幹教育院
サンゴやクラゲ、イソギンチャクなどの刺胞動物は、動物の進化の過程で 7 億年以上前に他の動物と分岐した動物群である。内胚葉層と外胚葉層の二つの細胞層のみから構成される特異な体壁構造を有し、中枢のない簡素な神経系を備える。他の生物と同様、刺胞動物においても遺伝子発現レベル、および行動レベ
ルの概日リズムが存在し、さらに近年になり、刺胞動物も睡眠様状態を示すことが報告された。刺胞動物
における睡眠の分子制御機構の一端が明らかになり、ショウジョウバエやマウスとの共通性・特異性が示されている。本稿では、刺胞動物における概日リズムと睡眠の研究の現状と課題、および今後の方向性について議論する。
1.

はじめにえる上で、有用なモデルとなる可能性がある。概日リ

刺胞動物は、多細胞動物の進化において、その起源

ズムと密接に関連する睡眠は、哺乳類を含む脊椎動物に近いところで分岐した動物群である（図 1）。多細胞に限らず、ショウジョウバエや線虫などの無脊椎動物

動物の進化を議論する上で重要な系統位置にあることにも存在する 2-4。近年、刺胞動物であるサカサクラゲから、進化発生生物学等の分野で注目されている 1。同（Cassiopea） 5 やヒドラ（Hydra） 6 も、睡眠様状態

じく原始的な多細胞動物である海綿動物や平板動物が、を示すことが明らかになった。中枢のない未分化な神

明瞭な体軸や機能的に分化した組織を持たないのに対経網を有する刺胞動物にも睡眠が存在することは、睡し、刺胞動物は口-反口方向の体軸を形成し、消化管や眠が中枢神経系で生じる現象であるとの概念を覆す。

神経網を有する。

シンプルな神経系を有する動物の睡眠機構の解明によ

近年、刺胞動物の概日リズムや睡眠について、複数

り、睡眠調節機構の本質が導き出されることが期待さの報告がある。他の生物と同様、刺胞動物も時計遺伝れる。本稿では、刺胞動物の特徴について概説した後、子を有し、その行動や遺伝子発現に概日性が観察されその概日リズムや睡眠の研究の現状についてまとめ、る。刺胞動物は、動物の概日リズムの進化的変遷を考さらにその課題と今後の方向性について議論する。

図 1 多細胞動物の進化✉taichi.itoh@kyudai.jp

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
87

図 2 刺胞動物（A）ヒドラ(Hydra)の体制。触手には刺胞細胞が高密度に配置されている。
刺胞は刺激に応じて発射され、突起する。
（B）刺胞動物の系統分類。刺胞動物
は５つのサブグループに分類される。

刺胞動物の特徴としてさらに特筆すべきは、中枢の2.

ない未分化な神経網を持つことである。刺胞動物の神

刺胞動物
刺胞動物はその名の通り、「刺胞」を有する動物であ

経網は体中に一様性に分布し、例えばヒドラでは口とる。刺胞は、高度に特殊化した細胞内構造であり、一般

足盤の周囲（図 2A）に若干の高密度化が見られるのみに接触刺激に応じて発射される。刺胞動物の体には、である。こうした刺胞動物の神経系は、散在神経系と刺胞を備えた刺胞細胞が散在している。とりわけ触手呼ばれている。刺胞動物よりも、さらに進化的起源のには、刺胞細胞が高密度に配置され、餌に貫通させる

古い海綿動物や平板動物（図 1）が神経細胞を持たないことで捕食に役立てられる（図 2A）。

ことを鑑みると、刺胞動物の散在神経系は、中枢神経

刺胞動物は、これまでに記載されているものでも系が進化的に生じる以前のシステムを保持した最も原

10,000 種を超え、その生態と生活環は実に多様である。

始的な神経系だと言える。近年では、ヒドラや同じく

刺 胞 動 物 は 、 花 虫 綱 （ Anthozoa ） 、 ヒ ド ロ 虫 綱

ヒドロ虫綱の Clytia の神経細胞に、GECI（genetically（Hydrozoa）、鉢虫綱（Scyphozoa）、箱虫綱（Cubozoa）、encoded calcium indicator）を発現させることで、散十文字クラゲ綱（Staurozoa）の 5 つの分類群に区分さ在神経系の機能の解析が進んでいる 10-12。

れる（図 2B）。花虫綱はサンゴやイソギンチャクの仲間を指し、その他の分類群の動物は、一般にクラゲと3.

刺胞動物の概日リズム

呼ばれているものである。刺胞動物は、そのほとんど

刺胞動物の概日リズムに関しては、クラゲ類の遊泳が海棲であり、淡水棲のものはヒドラ（図 2A）をはじパターンや海面-海中の垂直移動等を指標に、古くからめとするヒドロ虫綱の動物の一部に限られる。生殖様複数の報告がある 13,14。しかしながら、明暗サイクル下式は様々であり、有性生殖を行う種類と無性生殖を行での日内変動の解析に終始しており、恒明/恒暗条件下

う種類、その両方を切り替える種類がいる。

でのフリーランリズムに関しての報告はほとんど無か

刺胞動物は、内胚葉層と外胚葉層の二つの細胞層のった。2011 年に、サンゴの一種である Acropora の時みから構成されるシンプルな体壁構造を持つ。さらに

刻依存的な遺伝子発現解析が報告され、フリーラン条

ヒドラをはじめとする一部の刺胞動物は、体のごく一件下でも発現が周期変動する遺伝子の存在が明らかに部からでも、体全身を再生させる極めて強力な再生能なった 15,16。また、イソギンチャクの仲間で、実験室に力を持ち、発生生物学や再生生物学のモデルとして注馴化したモデル動物であるネマトステラ

目されてきた 7。またヒドラや、同じくヒドロ虫網のベ（Nematostella）（図 2B）においては、その行動のトニクラゲは、不老不死の動物としても知られ、近年でラッキングから、恒暗条件下でも観察されるフリーラ

は老化研究の材料としても注目されている

8,9。

ンリズムが存在することが分かった 17,18。ネマトステ

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
88図 3 ヒドラの行動の概日性と睡眠（A）ヒドラの行動解析システム。ヒドラを小型チャンバーに入れて赤外線ライトで照らし、タイムラプス撮影を行う。ヒドラは赤外
光に対し非感受性であり、疑似的な暗条件を作り出すことが可能である。明条件では、別に設けた可視光線ライトを点灯する。比較的安価な装置でセットアップ可能であり、複数の撮影システムを設けることで多個体・多条件の並列撮影が可能である。
（B）明暗サイクル（LD）
・恒暗条件（DD）
・恒明条件（LL）におけるヒドラの行動量変化。5 秒毎に取得した画像のフレーム間差分解析により、ヒドラの動きが検出されたフレームの割合を示す。平均±標準誤差。ZT, zeitgeber time; CT, circadian time。文献 19 より改変転載。
（C）明暗サイクル（LD）
・恒暗条件（DD）
・恒明条件（LL）におけるヒドラの睡眠パターン。平均±標準誤差。文献 6 より改変転載。

ラでは、遺伝子発現解析でも同様に、概日振動が検出間差分を解析することで、行動を定量化するものであClock やる。解析の結果、ヒドラは明暗サイクルに応じた行動された

18 。ネマトステラのゲノム上には、

Cycle/Bmal、Cryptochrome の相同遺伝子が存在している。興味深いことに Period の相同遺伝子は存在しな

いが、Clock と Cryptochrome で周期的な遺伝子発現変動が見られること

18、CLOCK-CYCLE

マーの形成が確認されていることから

ヘテロダイ

19、転写翻訳フィードバックループの存在が示唆される 20。

の日内変動を示すものの、恒明/恒暗条件下でのフリー
ランリズムは観察されなかった（図 3B）。また、ヒドラが周期的に繰り返す体の収縮に着目した解析でも、その頻度に明暗サイクルに応じた変化が観察されたが、フリーランリズムは検出されなかった。興味深いことに、ヒドラのゲノム上には、Clock, Cycle/Bmal を含め我々のグループでは、ヒドロ虫綱のヒドラの行動をた時計遺伝子が存在しない 22。一方で、ヒドラと同じ

ハイスループットに解析するための装置を開発し、長ヒドロ虫網の Clytia のゲノム上にはこれらの時計遺伝（図 3A）。ヒドラ

子が存在することから、進化の過程で、ヒドラ特異的

時間にわたる行動解析を行った 21の行動を５秒毎にタイムラプス撮影し、そのフレーム

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)89表 1 各動物の睡眠の特徴*異なる睡眠相とは、レム睡眠やノンレム睡眠等の違いを指す。

に時計遺伝子の二次損失（secondary loss）が生じたと頻度の低下は「反応性の低下」を伴う。さらには、収縮推定される 22。

頻度が低下する暗期に刺激を与えて強制的にパルス頻度を上昇させると、続く明期にパルス頻度が低下し、4.

刺胞動物の睡眠その後回復することから、恒常性を伴う現象であるこ

睡眠は、動物全般で広く観察される現象である。脳とが示された。サカサクラゲのパルス頻度の変化は恒波 （ electroencephalography, EEG ） と 筋 電 図

暗条件下でも観察されることから、概日制御を受ける（electromyography EMG）の測定により定義されると考えられる（表 1）。

ノンレム睡眠とレム睡眠は、哺乳類や魚類のゼブラフ

2020 年には我々のグループが、ヒドロ虫綱のヒドラ

ィッシュなど、脊椎動物全般で観察される 23 （表 1）。

の睡眠様現象を報告した 6。先述のフレーム間差分にもまた最近では、タコやクモなどの一部の無脊椎動物でとづく解析から、行動が静止する不動状態が見出され、もレム睡眠様状態の存在が確認されている 24,25。これとりわけ 20 分以上の不動が、餌や機械刺激に対する反に加え、「可逆的な行動静止」、「反応性の低下」、「睡応性の低下を伴うことから、睡眠に相当すると考えら

眠恒常性」をはじめとした行動学的指標によって定義れた。機械刺激や高温処理によりヒドラの睡眠を阻害される睡眠は、ショウジョウバエや線虫等の無脊椎動したところ、その後に回復睡眠が観察され、睡眠恒常物で報告されてきた 2-4 （表 1）。ショウジョウバエや性が確認された。ヒドラの睡眠において特徴的なのは、線虫には行動が静止する不動状態が生じることがあり、概日性が見られないことである。明暗サイクルに応じ

外部からの刺激によって覚醒状態へ回復可能であるて睡眠量が変化するが、恒明/恒暗条件下では、一日を（「可逆的な行動静止」）。不動状態では、覚醒状態に通じて睡眠量に大きな変化が見られなかった（図 3C）

比べて刺激に対する反応が低下し、覚醒へ転じさせる（表 1）。ヒドラの行動自体に概日性が無いことから考にはより強い刺激が必要である（「反応性の低下」ある

えると当然だが、睡眠現象と概日リズムが分離可能で

いは「覚醒閾値（arousal threshold）の上昇」）。まあると解釈することもできる。また、ヒドラに対し断た、不動状態は恒常的に制御され、断眠処理をするこ

眠処理を行うことで、細胞増殖が顕著に阻害された。

とで、不足した分を補うようにして回復睡眠（rebound

刺胞動物においても、睡眠が動物個体の維持・成長に

sleep）が生じる（「睡眠恒常性」）。ショウジョウバ

関与していることが示唆される。

エでは 5 分以上の不動状態が、線虫では lethargus と呼ばれる脱皮直前に示す不動状態や外界からのストレ

5.

刺胞動物における睡眠の分子機構

スにより引き起こされる不動状態が、睡眠に相当する

刺胞動物は、これまでに睡眠の存在が報告された動と考えられている。ショウジョウバエや線虫を用いた物の中で、最も進化的起源の古い動物である。原始的

睡眠の分子遺伝学的研究が展開され、睡眠制御の分子で単純な神経系を有する刺胞動物の睡眠機構を解明す

機構・神経機構の解明が進んできた。

ることで、睡眠の本質が明らかになることが期待され2017 年 に 、 刺 胞 動 物 鉢 虫 綱 の サ カ サ ク ラ ゲ

る。サカサクラゲの睡眠とヒドラの睡眠は、いずれも（Cassiopea）に睡眠様状態が存在することが報告されメラトニンの投与により促進されることが報告されたた 5。サカサクラゲは、おおむね 1 秒間に 1 回の頻度

5,6で、傘の収縮を繰り返す。この収縮パルスの頻度に着マトステラにおいても、光環境に応じて合成が制御さ目して解析したところ、昼間（明期）に比べて夜間（暗れることが知られている 26。メラトニンを介した睡眠期）に収縮頻度が低下することが分かった。この収縮調節機構は、刺胞動物全般で保存されている可能性が（表 2）。メラトニンは、刺胞動物の一種であるネ

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
90

表 2 各動物の睡眠調節性分子機構の保存性●: 睡眠促進作用, ○: 覚醒促進作用, - : これまでに報告がない/明確な作用がない.
GABA, gamma-aminobutyric acid; PRKG1, cGMP-dependent protein kinase 1.

ある。その他、ヒドラでは、GABA やドパミンの投与高い。散在神経系による睡眠制御の仕組みを明らかにによる睡眠長の変化が観察され、GABA 作動性・ドパすることで、睡眠研究全般に新しい洞察を与える可能

ミン作動性の神経システムの進化的保存性が示唆され性がある。

た（表 2）。

概日リズム研究においても、その生態の多様性が生

また、ゲノムワイドな遺伝子発現解析により、ヒドかされる可能性がある。刺胞動物は一般に組織化した

ラを 6 時間にわたって断眠させることで、200 個強の光受容器官を持たないが、箱虫綱の一部は、高度に発遺伝子の発現変動が検出された。発現が変動した遺伝

達したレンズ状の眼を備える 30。興味深いことに同じ子には、これまでに他の動物で睡眠制御との関連が示

箱虫綱の中でも、昼行性のクラゲと夜行性のクラゲの唆 さ れ て い た cGMP-dependent protein kinase 1

存在が報告されており 14、高度な光受容器官を備えた（PRKG1）4,27,28 や voltage-gated potassium channel

刺胞動物の昼夜の認識と概日時計機構との関連の解明

shaker29 の相同遺伝子が含まれていた。阻害剤を用いが期待される。また、刺胞動物の多くは、細胞内に共生た実験から、他の動物で見られる PRKG1 の睡眠促進藻を共生させている。相利共生として安定的な共生関作用は、ヒドラでも保存されていることが示唆された係が確立され、刺胞動物が共生藻の光合成産物を受け（表 2）。さらに、発現が変動した遺伝子のショウジョ取っている。その一方、一部の刺胞動物では、共生確立

ウバエの相同遺伝子を調べ、ショウジョウバエの神経の進化途上と考えられる不安定な共生現象が観察され細胞でノックダウンを行う RNAi スクリーニングを行る 31,32。共生-藻宿主間の概日リズムの相互作用等の解ったところ、複数の遺伝子がショウジョウバエの睡眠明も期待される。

調節に関わることが分かった。新たに同定された睡眠刺胞動物は、このように概日リズム・睡眠の研究対調節遺伝子の一つにオルニチンの代謝に関わる象として興味深い特徴を兼ね備えているが、いくつか

ornithine aminotransferase （oat）があり、oat を介の課題がある。刺胞動物を用いた研究のハードルはました睡眠制御は、ショウジョウバエとヒドラの双方でず、刺胞動物の多くが実験室で安定的に飼育すること共通していることが分かった。しかし興味深いことに、が難しい点である。スループットの良さが要求される

オルニチンが睡眠長の増減に与える影響は、ショウジ

概日リズム・睡眠研究を行うには、系統化され遺伝的ョウバエとヒドラで逆であった（表 2）。我々のグルー

バックグラウンドの揃ったモデル動物の安定的な供給

プは、ヒドラにおける睡眠の分子機構の探索を続けてが欠かせない。さらに、分子機構を探索するにあたっおり、睡眠に影響を与える化合物のスクリーニングかては、ゲノム情報等の整備と、遺伝学的手法へのアクら、複数のヒット化合物の候補を得ることにも成功しセシビリティが重要である。実験室に馴化した刺胞動ている（未発表）。

物で代表的なのは、ネマトステラとヒドラである。ネマトステラとヒドラのゲノムはそれぞれ、2007 年と刺胞動物の概日リズム・睡眠研究の将来性と課題

2010 年に解読されている 22,33。
遺伝学的手法に関して、刺胞動物は、多細胞動物の進化を考える上で重要なヒドラではトランスジェニック動物の作製は原理的に系統学的位置を占める。睡眠の進化的変遷・発達を探可能であるが 34、効率が良いとはいえず、複数系統をる上でも、興味深いモデルになるだろう。刺胞動物で並列に作製することは難しい。また、電気穿孔法を用観察される睡眠は、これまで報告されている睡眠現象

いたヒドラ個体への siRNA 導入による遺伝子ノックの中で最も原始的であり、その起源にあたる可能性がダウンも確立されているが、その操作によって個体を6.

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
91

大きく損傷するため、個体の行動解析は難しい。こう

参考文献

した遺伝学的手法の限界から、ヒドラの睡眠機構の解

1.

Bosch, T. C. G. et al. Back to the Basics:

析は、薬理学的手法に終始してきた。一方のネマトス

Cnidarians Start to Fire. Trends Neurosci 40,

テラは、
CRISPR-Cas9 システムによるゲノム編集によ92-105 (2017).

り、遺伝子のノックアウト・ノックインを行うことが
可能である

2.

告はこれまでにないが、睡眠制御機構や概日リズム機

Hendricks, J. C. et al. Rest in Drosophila is asleep-like state. Neuron 25, 129-138 (2000).

35。ネマトステラにおける睡眠様状態の報

3.

Shaw, P. J., Cirelli, C., Greenspan, R. J. &構の遺伝学的解析を行う上での有用な実験材料となる

Tononi, G. Correlates of sleep and waking in

可能性がある。また近年、ヒドロ虫綱の Clytia やDrosophila melanogaster. Science 287, 1834-

Hydractinia が刺胞動物の新しい実験モデルとして確立されてきた。CRISPR ノックアウト・ノックインを

1837 (2000).
4.

Raizen,

D.

M.

et

al.

Lethargus

isa

行うことが可能であり、これらのモデルを採用するこCaenorhabditis elegans sleep-like state (vol 451,とで分子機構の解明が飛躍的に進むことが期待される

pg 569, 2008). Nature 453, 952-952 (2008).

12,36。

5.

Nath, R. D. et al. The Jellyfish Cassiopea

Exhibits a Sleep-like State. Curr Biol 27, 2984-

7.

2990, (2017).

おわりに
近年では、ヒトやマウスを筆頭とした哺乳動物だけ

6.

Kanaya, H. J. et al. A sleep-like state in Hydra

でなく、様々な動物での睡眠現象およびその分子機構

unravels conserved sleep mechanisms duringが報告されてきている 37。もちろん、いわゆる「高等」

the evolutionary development of the central

動物と「下等」動物の睡眠を同じ現象として捉えるこ

nervous system. Sci Adv 6, eabb9415 (2020).

とには議論の余地がある。現に、ショウジョウバエや

7.

ヒドラの睡眠が sleep-like states（睡眠「様」状態）と呼ばれていることからも、研究者間にその共通認識は2013).
8.

(Hydrozoa). Scientia Marina 56, 137-140 (1992).

的位置・単純な体制と多様な生態に他の生物とは一線の研究に生かされる余地はあると我々は考えている。
概日リズムや、特に睡眠研究では、いわゆるモデル生

Bavestrello, G., Sommer, C. & Sarà, M. Bidirectional conversion in Turritopsis nutricula

あるだろう。ただ、その中でも刺胞動物は、その系統学を画す特徴があり、これらの強みが概日リズムや睡眠Galliot, B. in eLS (John Wiley & Sons, Ltd (Ed.),

9.

Schaible, R. et al. Constant mortality andfertility over age in Hydra. Proc Natl Acad Sci U

S A 112, 15701-15706 (2015).

物を用いた研究がいまなお主流ではある。しかし、多10. Dupre, C. & Yuste, R. Non-overlapping Neural

細胞動物の進化上、神経系を初めて備えたという刺胞Networks in Hydra vulgaris. Curr Biol 27, 1085-

動物の系統上の特異性や、生態学的な多様性にあえて着目することで、概日リズム・睡眠機構の適応的意義

1097 (2017).
11. Lovas,

J.

R.

&

Yuste,

R.

Ensemble

や進化的側面が明らかになり、ひいては、その単純性

synchronization in the reassembly of Hydra'sからメカニズムの中核をなす本質が導き出されること

nervous system. Curr Biol 31, 3784-3796 (2021).

が期待される。

12. Weissbourd, B. et al. A genetically tractablejellyfish model for systems and evolutionary
8.

謝辞
本総説の執筆の機会を与えていただいた粂和彦先生、

neuroscience. Cell 184, 5854-5868 (2021).
13. Mills, C. E. Vertical migration and diel activity

池上啓介先生をはじめ、編集委員の先生方に感謝申しpatterns of hydromedusae: studies in a large上げます。
なお本研究の一部は、科学研究費（21H02527、

tank. J Plankton Res 5, 619-635 (1983).

22K19313 ） 、 二 国 間 交 流 事 業 共 同 研 究

14. Garm, A., Bielecki, J., Petie, R. & Nilsson, D. E.

（JPJSBP120218815）、および住友財団研究助成金

Opposite patterns of diurnal activity in the box（200292）の支援によって行われました。なお、図のjellyfish Tripedalia cystophora and Copula

一部は BioRender (https://biorender.com/)を用いて作

sivickisi. Biol Bull 222, 35-45 (2012).

成しています。

15. Brady, A. K., Snyder, K. A. & Vize, P. D.
Circadian cycles of gene expression in the coral,

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
92

Acropora millepora. PLoS ONE

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the timing and quality of sleep and wakefulness.

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Cnidaria:

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Entrainment,

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総説

時計細胞集団の同期状態に着目した位相応答曲線の効率的な測定方法
福田 弘和１✉、増田 亘作２,3
1 大阪公立大学大学院 工学研究科 機械工学分野、2 筑波大学 医学医療系、3 筑波大学 国際統合睡眠医科学研究機構

概日時計が環境サイクルに同期するプロセスを解き明かすためには、光や温度などの様々な同調因子に対する概日時計の位相応答曲線（phase response curve (PRC)）を求める必要がある。しかしながら、PRCの測定には手間がかかるため、様々な同調因子に対する PRC を網羅的に解析することは困難とされてきた。また、得られた PRC のデータ点は個体差によるノイズを含むことが多く、しかも、データ数がそもそも不十分であり PRC が正確に求まらないことも多い。そこで本稿では、まず、概日時計の内部状態（細胞集団の同期状態）に応じて PRC がどのように変化するかを説明し、その特徴に着目することで PRC をより正確に求める方法を紹介する。そして、データ数を効率よく増やす方法や、1 回の実験だけで PRC を推定できる方法を紹介する。これらの方法は、PRC 測定の高精度化と高効率化に役立つだけでなく、概日時
計が時計細胞集団としてどのような位相応答を経て環境サイクルに同期しているかを理解することにも役
立つ。
1.

はじめに

て刺激後の位相をプロットした位相移行（遷移）曲線

概日時計は光や温度などの入力に対して、位相シフ（phase transition curve）の傾きが 1 であるか 0 でトを示す。ただし、位相シフトの量は入力時におけるあるかで判断できる 1（Winfree のテキストでは、刺概日時計の位相に依存する。入力時の様々な位相に対

激前後の旧位相と新位相を表現するトーラスに対しする位相シフト量をプロットした曲線を位相応答曲て PRC のプロットを繋げた線の巻き数（0 型は 0 回線（PRC）という 1。PRC の形状から入力の強さや概巻く（巻かない）、1 型は 1 回巻く）と定義されてい日時計の引き込み特性を知ることができる。位相応答る 2）。特に 0 型の PRC では、不連続となる位相（不がプラス（位相前進）からマイナス（位相後退）に変安定点）の直前と直後で、それぞれ－12 時間と＋12わる点は「安定点」と呼ばれ、この前後に刺激が加わ時間もの位相シフトが生じ得る。これにより、逆位相

った場合、リズムの位相は安定点に向かってシフトすにある安定点に位相がリセットされることになる。

る。そのため、入力が周期的である場合は、安定点はPRC が 0 型を示す入力は、概日時計を 1 回の入力だ

概日リズムが引き込まれる位相を示す。また、位相応

けでリセットさせるほどの力がある。さらに、PRC に答がマイナスからプラスに変わる点は「不安定点」とより、概日時計の環境サイクルへの同期プロセスを正呼ばれ、安定点とは逆に不安定点付近での刺激は不安確に予測できるだけでなく、複雑な入力下における生定点から離れるように位相を変化させる。PRC の曲

物内部の細胞集団の同期状態も予測できる 3, 4。この線の振れ幅が、比較的小さく連続的に繋がったものはため、PRC は概日時計の状態を予測し制御する上で「1 型」の PRC と呼ばれる（図 1A）。一方で、位相重要である。

シフト量が大きく、PRC の曲線が上下でつながり、

しかしながら、PRC を求めるためには、面倒で時グラフとしては不連続に見えるものは「0 型」と呼ば間のかかる実験が必要である。これまでの一般的な方れる（図 1B）。1 型と 0 型は、刺激前の位相に対し

法では、複数の個体や細胞を用意し、それぞれ概日時✉fukuda@omu.ac.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
94

計の異なる位相に一つ一つパルス入力を与え、それぞ本稿では、「細胞集団における位相応答」の特性をれに対する位相シフト量を測定する必要があった 1,5-

利用した効率的な PRC の同定法を紹介する。本手法

PRC は個体差によるノイズをは細胞集団の同期状態と位相応答の関係性に基づい含むことが多く、実験で得られるデータ数がそもそもているため、実験には植物シロイヌナズナを用いてい不十分であり PRC が正確に求まらないことも多かっるが、細胞間の同期状態が変化する系であれば他の生た。このため、少ないデータ数から PRC をうまく推

物種でも応用できると期待できる。本稿では、細胞間定する解析手法の研究も行われてきた 6。このように、の結合について考慮しないが、パルス的な刺激に対し測定が容易でなかったため、入力の種類や強度の違いて位相応答は瞬時的に作用すると考えるので、結合のによる PRC の比較など PRC の詳細を解析した研究

有無や様式の違いに依らず同様の議論が成り立つとは思ったより少なかった。

考えられる。

7。しかし、得られた

図 1 概日リズムの振幅に対する PRC の変化。
(A,B) 遺伝子組換えシロイヌナズナ CCA1::LUC を用いて連続明条件下の概日リズムを計測し、2 時間幅の暗期パルスを与えたと
きの PRC。A は概日リズムの振幅が高い時における PRC（A ≥ 0.5）、B は振幅が低いときにおける PRC（A ≤ 0.2）である。○
印と×印はそれぞれ PRC における安定点と不安定点を示している。
(C) 振動子集団の数理モデルを用いた PRC の解析解。R は振動子集団の同期率を表す。文献 13 を改変。

図 2 周期的パルス入力による PRC の同定。
(A) 遺伝子組換えシロイヌナズナ CCA1::LUC を用いて連続明条件下の概日リズムを計測し、2 時間幅の暗期パルスを周期的に複数回与えた場合の概日リズム。24 時間の周期で与えた場合（上図）と 20 時間の周期で与えた場合（下図）。
(B) 周期的パルス入力により得られた PRC。パルス入力の周期を 12 種類（16 時間から 32 時間まで）用い、周期毎に約 40 個
体のサンプルを用いた。入力時の概日リズムの振幅 A で色分けして PRC を表示した。文献 13 を改変。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
95

2.

iPRC の 1 型から 0 型への遷移は、理論的には以下

細胞リズムと個体リズムの PRC個体などの細胞集団における概日リズム（以降、個のように理解することができる。上述の通り、すべて

体リズムと呼ぶ）は、個々の細胞の概日リズム（以降、の細胞が同期状態のとき（R ＝ 1）、iPRC は cPRC

細胞リズムと呼ぶ）の総和として理解できる 8-12。こと等しい。したがって、cPRC が 1 型の PRC であるのため、細胞集団が同期していれば個体リズムの振幅

とき、iPRC も 1 型となる。一方、細胞の位相が一様は大きくなるが、同期していなければ振幅は小さくなに分布し完全な脱同期状態にあるとき（R ＝ 0）、個る。直感的にも振幅によって応答性が変わると思われ

体リズムの応答は“すべての位相”に対する細胞リズ

るが 1、果たして PRC はどのように変化するであろムの応答を平均したリズムとして現れる。このため、以降、個体レベルの PRC と細胞レベルの個体リズムは刺激を与えるタイミングによらず常に

PRC を区別して議論するので、それぞれ「iPRC」と同じ位相にリセットされることから、iPRC は 0 型と「cPRC」と記すことにする。なお、単に「PRC」となる。この際、個々の細胞は cPRC の安定点の位相に記した場合は、両方に当てはまることを意味する。

引き寄せられることから、その総合である個体リズム

図 1 は、シロイヌナズナにパルス入力（2 時間幅のは cPRC の安定点の位相にリセットされる。これらの暗期パルス）を与えた時の iPRC である 13。概日リズ

中間の状態では、細胞集団内で同期した細胞と脱同期

ムの振幅が大きい場合、1 型の iPRC が観察される（図

状態の細胞が混ざり合った状態となるため、それらのうか？

1A）。一方で、概日リズムの振幅が小さい場合、0 型

割合が変化するに応じて iPRC が 1 型から 0 型へとの iPRC が観察される（図 1B）。興味深いことに、遷移する。
したがって、
よく同期した高振幅での iPRC

iPRC を特徴付ける安定点（○印）と不安定点（×印）（≒ cPRC）を得ることができれば、それを元に低振の位置は、両者で同じである。しかし、不安定点（×幅での iPRC は理論を用いて解析的に求めることが印）の近傍で、位相シフト量に大きな違いが生じていできる 13。

る（図 1B）。

なお、振幅と PRC の型の間に関係があることは、

この iPRC の個体リズムの振幅に対する依存性は、

Winfree の指摘以来多くの時間生物学者が認識して理論的に求めることができる 13。前提として、集団をいる。PRC の振幅依存性に関する伝統的な考え方で構成する細胞が同期している状態では、個々のリズム

は、振幅の低下にともない相対的な刺激の強さが大きが同じ位相で重なり合うことで個体リズムの振幅はくなり、リミットサイクルの特異点を超えることで大きくなる。一方で、脱同期状態では個々のリズムがPRC が 1 型から 0 型へ遷移する 1,8,14。この変化にお打ち消しあうことにより個体リズムの振幅は小さく

いて、安定点の位相は常に一定であり、特に不安定点なる。そのため、個体リズムの振幅は、細胞集団の同の近傍で位相応答量の変化が大きい。このように、細期率を反映していると考える。同期率は、各細胞（𝑗𝑗 =胞集団の iPRC の変化は、伝統的なリミットサイクル

1, 2, … , 𝑁𝑁）の位相𝜙𝜙𝑗𝑗 を単位円上にプロットした点集団を用いたモデルにおける PRC の変化と非常に類似し

ルの長さ𝑅𝑅(= (1/𝑁𝑁)| ∑𝑁𝑁
𝑗𝑗=1 exp�𝑖𝑖𝜙𝜙𝑗𝑗 � |)を用いることが3.

の分布を考えることで上手く数値化できる。同期率とている。

して、秩序パラメータと呼ばれる点集団の重心ベクト

多い 3。
図 1C は理論で求めた解析解のグラフである。
完全な同期状態（R ＝ 1）では、全ての細胞が同じ応

周期的パルス入力による PRC 同定法（ϕ, Δϕ, R 空間）
上述のように、
iPRC は 3 次元空間における曲面で表される。したがって、“曲面”を描く

答をするので iPRC は cPRC と同じになる。また、高ためには“曲線”を描くよりもさらに多くのデータ点～中程度の同期状態でも（R ≥ 0.5）、iPRC は cPRCが必要であり、実験の効率化が求められる。

とほとんど同じである。しかし、同期状態が 0.4 を下

図 2 は、同じ個体にパルス入力を周期的に複数回回ると、不安定点（×印）を中心にして iPRC は上下与えた場合の実験結果である。概日リズムは振幅をに引き裂かれ、振れ幅が大きくなる。そして、十分に徐々に変化させながら、各パルスに対して位相応答す低い同期状態となると（R ≤ 0.2）、傾き－1 の iPRCる（図 2A）。パルス毎に入力時の位相と振幅、そしに到達する。傾き－1 の iPRC は、入力時の位相がどて入力後の位相シフト量を算出すると、パルス入力のこであっても必ず安定点（○印）の位相にジャンプす回数分のデータを得ることができる。一度に複数のデることを意味する。つまり、どのタイミングで刺激をータ点を得ることができるので、1 個体から 1 つの位

受けても必ず安定点の位相に個体リズムがリセット

相シフト量を計測する一般的な PRC 計測方法 5 と比される。

較すると、iPRC の同定効率が 10 倍ほど向上する。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)96この手法は複数のパルスを用いることから、multiple

シロイヌナズナでは、恒常条件で概日リズムが減衰

pulses-PRC 法（MP-PRC 法）と呼ぶ。なお、これまするので、容易にシンギュラリティとなった個体を得でにも連続パルスを用いて PRC を計測する方法はあることができる。図 3A はシンギュラリティにおけるったが、リズムの振幅の変化については考慮されてい個体リズムの変化である 16。個体ごとのリズムは時間なかった 15。

とともに減衰し、刺激直前では振幅が小さくバラバラ

MP-PRC 法では、刺激前後のリズムのピークの位の位相を示している。一方で、入力後のリズムは、2置から位相と位相応答を求める。位相は刺激前のピー

時間の暗期パルスという比較的弱い刺激に対しても、クから刺激までの時間から求まり、位相応答は刺激をほとんどの個体が同じ位相と振幅にリセットされて跨いだピークからピークまでの間の時間と自然周期いる（図 3B、C）。これをシンギュラリティ応答の差から求めることができる。リズムのトラフも用い（singularity response (SR)）と呼ぶ。SR では同じ

れば、ピークからでは位相を求めづらいピーク前後の刺激に対しては常に同じ応答を示すため、入力後の位刺激に対する計算も補うことができる。さらに、入力

相（Θ′ ）と振幅（𝑅𝑅′ ）を特徴量として得ることで、こ時の位相と振幅をさまざま変化させるためには、パルス入力の周期を例えば 16 時間から 32 時間まで変化

れらの特徴量から cPRC を推定することができる。定性的には、Θ′ が cPRC の安定点の位相、𝑅𝑅′ が cPRC のさせるとよい。周期が変わることで同期に至るまでの振れ幅に対応していると理解できる。ただし、cPRC

位相や振幅
（同期率）
が複雑に変化する（図 2A 下段）。

の波形はパルス入力の継続時間（𝛥𝛥𝛥𝛥）によって変化す刺激により波形が変わってしまうなど、ピークやトラる。

フが読み取りづらい場合は刺激の周期を長めに取ると良い。
図 2B は、MP-PRC 法によって得られた iPRC である。パルス入力の周期を 12 種類（16 時間から 32 時間まで）用い、周期毎に約 40 個体のサンプルを用いた。合計約 500 個のデータ点を入力時の振幅でソートすることで、理論で求めた解析解（図 1C）と同等の iPRC が得られている。
よく同期した高振幅での iPRC（≒cPRC）を得ることができれば、それを元に低振幅での iPRC は解析的に推定することができる。しかし、3 次元的な iPRC
を“実測”したい場合は、MP-PRC 法は有力な方法とな

cPRC の推定には、次の細胞集団の位相振動子モデルを用いる。
𝑑𝑑𝜙𝜙𝑗𝑗= 𝜔𝜔𝑗𝑗 + 𝑎𝑎 sin�𝜙𝜙𝑗𝑗 − 𝛼𝛼� 𝐸𝐸(𝑡𝑡)
𝑑𝑑𝑑𝑑

(1)

ここで、𝜙𝜙𝑗𝑗 と𝜔𝜔𝑗𝑗 はそれぞれ細胞𝑗𝑗 (𝑗𝑗 = 1,2, … , 𝑁𝑁)の位相と自然振動数、𝐸𝐸(𝑡𝑡)は外力であり、入力時は𝐸𝐸(𝑡𝑡) = 1である。𝑎𝑎 sin�𝜙𝜙𝑗𝑗 − 𝛼𝛼�は位相感受性と呼ばれる。係数𝑎𝑎と𝛼𝛼は入力の強さや種類によって変わるが、𝑎𝑎と𝛼𝛼が決まれば、cPRC の形が決まる。また、このモデル式

では振動子の数を 1000 個ほど用いることで、集団の脱同期状態の平均リズムによって SR を再現できる。
つまり、（𝑎𝑎, 𝛼𝛼）と（Θ′ , 𝑅𝑅′ ）の関係は式(1)の数値シミる。例えば、iPRC に対するノイズの大きさ（低振幅ュレーションにより得ることができる。したがって、の不安定点付近では特にノイズが大きい）は解析モデ
正しく計測できているかを確認するには振幅による

SR で得られた（Θ′ , 𝑅𝑅′ ）から（𝑎𝑎, 𝛼𝛼）を求め、（𝑎𝑎, 𝛼𝛼）iPRC の変化を確認するのが確実であるため、MP-法）と呼ぶ。

ルだけでは推定できず、また、高振幅状態で iPRC を

PRC 法による実測が役立つ。
4.

シンギュラリティ応答による PRC 推定法
個体リズムから「細胞レベルの cPRC」をたった 1度のパルス入力で推定できる手法を紹介する。細胞集団が脱同期し、個体リズムの振幅がゼロ（もしくは微から cPRC を求めることができる。この SR を用いた
PRC 推定法を singularity response-PRC 法（SR-PRC

図 3D は 2 時間幅の暗期パルスに対する高振幅状態
での iPRC（≒cPRC）と SR-PRC 法によって推定された cPRC を示す。推定された cPRC が実測された
cPRC の振幅や安定点の位相をよく再現できている
ことがわかる。また、SR-PRC 法は、概日リズムが大きく変性する時計変異株の PRC の推定にも利用可能小）となった状態を「シンギュラリティ」と呼ぶ 8,10,14。

である。シロイヌナズナの野生株は暗期パルスに対しシンギュラリティにパルス入力を与えた場合、個々のて 1 型の PRC を示すが（図 3D）、変異株 prr7 では

細胞リズムは「cPRC」に従って安定点の位相に向か0 型の PRC を示す（図 3E）。SR-PRC 法はこれらのって位相シフトするので、それらを総合した個体リズ

PRC の違いを正しく推定できている。この他、SR-ムには cPRC を反映した変化が見られると期待でき

PRC 法は高温刺激パルス、低温刺激パルス、青色光る。

パルスなどに対する PRC も推定することができる 16。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
97図 3 シンギュラリティ応答による PRC の推定。
(A) 遺伝子組換えシロイヌナズナ CCA1::LUC を用いて連続明条件下の概日リズムを計測し、t = 262 h に 2 時間幅の暗期パルスを与えた。
(B) シンギュラリティ応答の拡大図。カラー線と黒色線はそれぞれ各個体の概日リズムと平均値。
(C) 入力の前後における位相と振幅の関係。
(D) 2 時間幅の暗期パルスに対する野生株の PRC。赤色の曲線は SR-PRC 法で推定した PRC。
(E) 2 時間幅の暗期パルスに対する時計変異株（prr7）の PRC。赤色の曲線は SR-PRC 法で推定した PRC。○印と×印はそれぞれ PRC における安定点と不安定点を示している。文献 16 を改変。

図 4 時空間パターン（ストライプ波）を用いた PRC の同定。
(A) 遺伝子組換えシロイヌナズナ CCA1::LUC を垂直に立てた培地を用いて連続暗条件下で栽培し、ルシフェラーゼ発光を撮影した時の様子。3 つの個体の主根の位置を青緑赤色で示した。
(B) 個体 No.1 の主根における概日リズムの位相の時空プロット。温度パルス（30 分間 10℃上昇（22℃→32℃））を t = 168 hと 336 h に与えた。
(C) 温度パルスに対する各個体の PRC。赤色の曲線はデータ点に対するフィッティング曲線。
文献 23 を改変。

SR-PRC 法は、cPRC をたった 1 度のパルス入力で複数の個体から一つの PRC を求める従来手法と比べ推定できる手法であり、非常に効率的な PRC 同定法て、定量的な評価や統計的な比較も容易である。利用である。この手法では一つ一つの個体から PRC のパ

時における注意点として、元々の細胞リズムの振幅がラメータ（位相と振幅）を求めることができるため、小さい場合は実際の同期率より個体リズムの振幅が時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)98小さくなるなど、振幅と同期率の関係が実験により異図 4B では、t = 168 h と 336 h に温度を 30 分間なるため、少なくとも１つの PRC を実測することで、10℃上昇させるパルス入力を与えた。入力の前後にお理論と実験の値の差を補正する必要がある 16。また、ける位相変化から位相シフト量を算出し PRC を求め精度を上げるためには十分な脱同期状態（シンギュラ

た。図 4C は、3 つの個体（No. 1, 2, 3）における PRCリティ）を生じさせる必要がある。もちろん、サンプを示している。それぞれ各個体から得た PRC である

ル数を十分に増やせば平均することで正確さを上げが、全ての位相での位相応答がきちんと計測できていることができるが（図 3C）、各サンプルを十分かつる。また、3 つの PRC はおおよそ同じ波形を描いて効率的に脱同期することができれば実験効率が向上

おり、高い再現性が認められる。1 回だけの計測で、する。さらに、この手法は式（1）のようなシンプル

同時に 3 個体分の PRC を得ることができており、大なモデルを仮定しているため、PRC 自体が高調波成

変効率のよい PRC 同定法である。
時空間パターンを用いた PRC 測定法（Pattern-

分を含むなど複雑な波形の場合は、SR-PRC 法では推PRC 法）は、1 個体だけを用いた 1 回の実験で PRC

定ができないので注意が必要である。

を“実測”できるという強みがある。このため、PRC の5.

個体差や、個体内部の PRC の応答ノイズも定量化で

時空間パターンを用いた PRC 同定法
一度に多くの位相応答データを得る方法として、細胞集団のイメージングはとても有効である

7,17,18。もき、概日時計のノイジーな振る舞いを解明するための基礎データを与えてくれる。

し、入力時に細胞集団の位相が十分に脱同期していたとすれば、一回の観察だけで PRC を得ることができる。ただし、細胞集団を脱同期させるには工夫が必要
である。

6.

おわりに
個体（細胞集団）レベルの位相応答は細胞集団の同期率 R に大きく依存する。そのため、同期率 R やそ

細胞集団を脱同期させる方法として、空間的に光なれを反映した振幅 A でデータをソートしていないと、どの環境を制御することにより細胞ごとに異なる刺iPRC が乱雑に広がってノイジーに見えてしまう。同激を与え、異なる位相にリセットする方法がある。あ期率 R や振幅 A でデータをソートすることは、iPRC

るいは、恒常条件下に生物をおいて自発的な脱同期をの正確さを向上させるために必須と言える。あるいは、

じっくり待つ方法もある（例えば図 3A）。後者の方

高振幅状態で計測することを意識することで高振幅

法は、植物の根においては実は非常に相性が良い。根状態の iPRC（≒cPRC）を求めることが重要である。

は恒常条件下でも細胞増殖と成長を続けるが、成長点

細胞レベルと個体レベルの PRC の関係をまとめる

近傍の伸張・分化領域の細胞群にだけ組織特異的な概と次の通りとなる。

日時計の位相リセットが生じる 19-22。この位相リセッ① 高い振幅に対する位相応答データだけを用い

トにより、新たに生まれた細胞群と既にある細胞群とることで cPRC を求めることができる。

で位相のズレが生じ、これが蓄積して全体として脱同② cPRC が分かれば、iPRC は理論的に推定でき期を示す。この脱同期は、時計遺伝子の発現量をルシる。

フェラーゼ発光でイメージングすると縞状の位相波

この知見により、3 次元空間（ϕ, Δϕ, R 空間）におけ（ストライプ波）として観察される。

る曲面として表される iPRC を、少ない実験量で効率

また、植物の根は厚みの薄い培地では 2 次元的に広よく求めることができる。

がり、ほとんど動くことがない。このため、撮影だけ

例えば、効率を重視するのであれば、SR-PRC 法にでなくデータ解析も容易に行える。図 4A は 3 つのシより cPRC を推定し、それを元に iPRC を理論的に推ロイヌナズナを連続暗条件で栽培し、時計遺伝子

定すればよい（②）。これにより、1 個体に 1 回のパ

CCA1 の発現をルシフェラーゼ発光で観察したもの

ルス入力を与えるだけで 3 次元的な iPRC 曲面を得である 23。根同士が複雑に交差しているが、動画を再ることができる。一方で、応答ノイズも含めて PRC

生し成長の様子を見れば主根や側根を分離できる。図を実測したいのであれば、Pattern-PRC 法を用いる

4B は主根における概日リズムの位相を示している。

のがよい。しかし、時空間パターンが生じにくい場合

例えば t = 168 h を見ると、根の先端部で位相が縞状やイメージングできない場合は、MP-PRC 法を用いに密に変化していることが分かる。このように、連続る。ここで重要なのは、高振幅での iPRC は cPRC で

暗条件で栽培しただけで十分に脱同期した細胞集団あることを意識しながら、位相応答のデータを振幅 Aを得ることができる。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
99

でソートすることで見かけ上のノイズをしっかり落

9.

Millar, A. J., Carre, I. A, Strayer, C. A., Chua,
N. H., & Kay, S. A. Circadian clock mutants inとしておくことである（①）。
冒頭に述べたように、PRC は概日時計の状態を予測し制御する上で重要である。様々な入力に対するPRC が得られると、複雑な環境における概日時計のArabidopsis identified by luciferase imaging.
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10. Ukai, H. et al. Melanopsin-dependent photo-

振る舞いを精度よく予測でき、入力をデザインするこ

perturbationとで概日時計を様々な状態に制御することができる

underlying the singularity of mammalianと期待できる 4。本稿で紹介した効率的な PRC 同定

circadian clocks. Nat. Cell Biol. 9, 1327-1334

法が、さまざまな生物種で概日時計の状態予測や制御(2007).
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総説

位相応答曲線の数理解析
瓜生 耕一郎✉金沢大学 理工研究域 生命理工学系
概日時計が明暗サイクルに同調するメカニズムの一つは、受容した光シグナルに応じてその位相を前進および後退させることである。光シグナルが概日時計遺伝子の転写翻訳フィードバックループや、リン酸化などで制御されるタンパク質の活性状態に作用することで細胞レベルの位相変化が起き、多細胞生物の場
合にはさらに組織および個体レベルでの位相変化が起きる。概日時計の位相応答能を調べるのに一般的に用いられるのは、恒暗条件下において短時間の光パルスを生物に投与することで得られる位相応答曲線（PRC）である。本稿では PRC の形状に関する数理研究を紹介し、細胞内の遺伝子制御や生化学反応がPRC に及ぼす影響について議論する。
初めに、複数の生物種の PRC の特徴である位相不応期（dead zone）
が、転写翻訳フィードバックループ内の飽和型の生化学反応によって形成されることを示す。次に、哺乳類の概日時計遺伝子 Period1/2 の位相応答における役割分担について紹介する。
1.

はじめに
地球上の多くの生物は、生体内の概日時計により約の転写を抑制することでフィードバックループを閉じる。

24 時間周期の生理活性および行動リズムを示す。概概日時計の重要な性質として、明暗サイクルに対す日時計は、細胞内の遺伝子発現リズム、もしくはリンる同調能が挙げられる。様々な生物において恒常暗で酸化状態などによって変化するタンパク質活性リズの概日時計の周期（フリーラン周期）は、24 時間とは

ムによって構成される。発振メカニズムは、多くの生わずかに異なる。受容された光シグナルは時計遺伝子物において時計遺伝子産物のネガティブフィードバ

産物の発現および活性を変化させ、時刻依存的に概日

ックループ （negative feedback loop; NFL）である

時計を進めたり遅らせたりすることで概日時計の周（図 1A, B）。哺乳類では、CLOCK/BMAL1 タンパク期を明暗サイクルの周期に一致させる。光シグナルの質複合体が E-box 配列に結合することにより Period

入力によって起きる NFL 内の生化学反応は生物種に（Per） 遺伝子や Cryptochrome（Cry）遺伝子の転よって異なる。例えば、哺乳類の場合、網膜で受容さ写を誘導する（図 1A）。翻訳された PER と CRY はれた光シグナルは時計中枢である視交叉上核複合体を形成し、CLOCK/BMAL1 に結合することで（suprachiasmatic nucleus; SCN）に伝わり、神経細自身の転写を抑制する。mRNA からタンパク質が合胞内のカルシウムイオン濃度を増加させる。それによ成され、複合体が転写を抑制するまでには時間がかかりさまざまなリン酸化酵素が活性化され、CREB のリ

るため、この間に Per と Cry mRNA は十分増えるこ

ン酸化が起きる。リン酸化 CREB は Per 遺伝子の発とができる。増加した Per, Cry mRNA からは多くの現を一過的に誘導する（図 1A）1,2。ショウジョウバ

タンパク質が合成され、タンパク質が分解されてなくエの場合、光シグナルにより CRY タンパク質が活性なるまでの長い時間、自身の転写を抑制する。

化され、TIM タンパク質の分解を促進する（図 1B）

PER/CRY タンパク質がなくなると転写が再開し、こ3-6。光シグナルにより細胞内の時計タンパク質の濃度の繰り返しによりリズムが生じる。ショウジョウバエが増減することで、概日時計の進み方が変化する。時では、CLOCK/CYCLE 複合体が timeless（tim）お計中枢の情報は末梢組織へと伝達され、各組織におけよび per のプロモーターに存在する E-box に結合す

る概日時計の変化を導き 7、時計中枢と末梢組織の両ることでこれらの遺伝子の転写を誘導する（図 1B）。

方のリズムの周期が明暗サイクルの周期に一致する。

TIM/PER 複合体は CLOCK/CYCLE に結合し、自身このように、光シグナルが NFL の生化学反応に影響✉uriu@staff.kanazawa-u.ac.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)102図 1 概日時計への光シグナルの入力と位相変化(A) 哺乳類の時計遺伝子 Period の転写調節と光シグナルによる転写誘導。光シグナルは神経細胞内の Ca2+濃度を増加させる。
Ca2+濃度の増加によりリン酸化酵素が活性化され CREB がリン酸化される。リン酸化 CREB は CRE 配列に結合し Per の転写を誘導する。
(B) ショウジョウバエの timeless の転写制御。光シグナルは CRY によって受容され、TIM の分解を促進する。
(C) リミットサイクル。矢印は軌道の進行方向を示す。
(D) 黒丸のタイミングで mRNA 濃度を増加させる（矢印）。2 サイクル後に軌道はリミットサイクルに戻るが、その位相は mRNA
濃度の増加前と変化している（灰色丸）。
(E) D の結果の時系列表示。実線は mRNA の濃度を一過的に増加させた場合を、点線は摂動がない場合のリズムを示す。ピー
ク時刻の時間差として位相差を測ることができる（矢印）。

を及ぼすことで、概日時計は明暗サイクルに同調する（dead zone）を含んだ連続的な曲線でありタイプ 1ことが可能となる。

型と呼ばれる。これまでに PRC が測定された生物に

概日時計の同調能を調べる方法として、恒常暗におおいて、主観的明け方の光パルスは行動リズムの位相

いて生物に短時間の光パルスを投与し、それによる行前進を導く。主観的夕方から夜にかけて光パルスは位動リズムの変化を調べる方法が用いられてきた。哺乳相後退を導く。一方、恒常暗下で主観的昼に光パルス類の場合には、活動開始時刻や終了時刻の変化を測定を投与しても、位相はほとんど変化しない。この PRCすることで、光パルスにより概日時計が進んだか遅れの形状によって、概日時計の光サイクルに対する同調たかを判定できる。活動開始もしくは活動終了は概日を説明することができる 9-11。例えば、フリーラン周

時計の 1 サイクル内の決まった「時刻」で起きると考期が 24 時間よりも長いハムスターでは、PRC の位相

えられ、概日時計がどの「時刻」を指しているかの指前進領域が大きく、それにより光シグナルで概日時計標となる。概日時計によって決まる個体の主観的なを進め 24 時間の光サイクルに同調できる。フリーラ「時刻」は位相とも呼ばれ、位相は概日時計が 1 サイ

ン周期が 24 時間に近いラットやシロアシネズミでは、

クルのうちどの点にいるかを表す。恒常暗での光投与

位相前進領域と後退領域の大きさがほぼ同じである。

による位相変化は、光投与時刻を横軸に、その時刻で一方、フリーラン周期が 24 時間よりも短いマウスでの位相変化を縦軸にプロットした位相応答曲線

は位相後退領域が大きく、それにより概日時計を遅ら（phase response curve; PRC）として表示される 8,9。

せて 24 時間の明暗サイクルに同調する。

キイロショウジョウバエやマウスの PRC は、位相前動物の行動リズムの位相変化は、細胞・中枢-末梢組

進期、後退期、そして位相変化の起きない不応期

織レベルのそれぞれの段階における概日時計の位相

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
103図 2 哺乳類の概日時計の dead zone 形成(A) 微分方程式モデル。翻訳は Per mRNA の濃度𝑥𝑥の関数。
(B) mRNA 濃度に対する翻訳率の依存性。実線は mRNA 濃度が高くなると翻訳が飽和するとした場合を、点線は mRNA 濃度に比例する場合をそれぞれ示す。
(C) 翻訳が mRNA の濃度に比例する場合（𝑓𝑓(𝑥𝑥) = 𝑥𝑥）の PRC。
(D) 翻訳が飽和する場合 （𝑓𝑓(𝑥𝑥) = 𝑥𝑥/(𝑘𝑘 + 𝑥𝑥), 𝑘𝑘は定数）の PRC。実線は PRC、点線は Per mRNA の濃度をそれぞれ表す。
灰色矢印が dead zone を示す。
(E) 翻訳が飽和する時間帯に dead zone ができる。実線は翻訳の飽和率を表し、値が 1 に近いほど翻訳が飽和している。点線
は PRC を表す。

変化によってもたらされるだろう 7,12。本稿では、細ちいられる 15-20。コンピュータを使い微分方程式の解

胞レベルの概日リズムの位相応答が個体レベルの位を求めると、時間が経つと元の状態に戻る周期解が得

相応答の基盤であるという考えに基づいて、遺伝子発られる。NFL によって生じる周期解は、微分方程式

現レベルの位相応答について議論する。概日時計のに含まれる濃度変数の初期値に対して頑健性をもち、NFL のどのような特性が、上記の PRC の形状を決め異なる初期濃度からスタートしたとしても十分時間るかを紹介する。初めに連続曲線であるタイプ 1 型のが経つと同じ周期軌道に収束する。このような特徴を

PRC において dead zone が形成されるメカニズムにもつ周期軌道はリミットサイクルと呼ばれる（図 1C）。

ついて議論する 13。次に、哺乳類の位相応答におけるリミットサイクルが約 24 時間の振動周期を示す場合、二つの Per 遺伝子（Per1/Per2）の役割分担について

概日時計の数学的表現となる。細胞の状態がリミット紹介する 14。

サイクルのどの「場所」にあるかは、リミットサイク
ルの各点に数値（例えば 0 から 2πの間の数値）を割

2.

リミットサイクルと位相変化り振ることで指定することができる。このように割り数理モデルを使った概日時計の理論研究では、振られた数値は位相とよばれる。リミットサイクルのNFL に含まれる mRNA やタンパク質といった時計

周期が仮に 24 時間だとすると、位相が 2π変化する

遺伝子産物の濃度変化を、微分方程式で表す方法がものに 24 時間かかることになる。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
104ノイズなどの一過的な摂動により時計遺伝子産物とができる。しかし、細胞内の Per の転写量のゆらぎの濃度がリミットサイクルから離れたとしても、時間の影響などゲート内部で起きるノイズの影響を減少が経つともとのリミットサイクルに戻る。しかし、リさせることはできない。このような転写量のゆらぎは

ミットサイクル上のどの位相に戻るかは、摂動に依存

リミットサイクルから細胞の状態を逸脱させ、位相をする（図 1D, E）。概日時計の光シグナルに対する応変化させうる。
dead zone をつくるもう一つの方法は、答を問題とする場合、光シグナルによって誘発される摂動に対するリミットサイクルの応答性自体を主観

生化学反応の変化を摂動としてとらえ、それによる位

的昼に低下させることである。リミットサイクル自体

相変化を調べる。光パルスが加わる以前よりも進んだの応答性が低下すれば、光照度のゆらぎだけでなく、位相に戻った場合は、光パルスにより概日時計が進ん

遺伝子発現のゆらぎに起因する位相の変動も低下す

だことになる。逆に遅れた位相に戻った場合には、時ると予想される。前述のように、リミットサイクルは計が遅れたことになる（図 1D, E）。摂動の前後の位

NFL によって生じる。NFL に含まれる生化学反応に相変化は–πからπの間の数値で表すことができる。まよって dead zone をつくれれば、光シグナルと遺伝子た、リミットサイクルの周期との関係から概日時計が発現のゆらぎの両方に対応することができる。

何時間変化したかで位相変化を表すこともできる。例

哺乳類の NFL による dead zone 形成: 哺乳類のえばピーク時刻の差を計算することで、位相変化を時NFL によって dead zone をつくるには、どのような間の単位で測ることができる（図 1E 矢印）。慣習的反応が必要だろうか。この問いに答えるために、光シに位相前進は正の値で位相変化量を表し、位相後退はグナルによって発現が誘導される Per mRNA とタン

負の値で表す。摂動が加えられた位相（もしくは主観

パク質のダイナミクスに着目する。
Per mRNA 濃度、的時間）を横軸に、位相変化量を縦軸にプロットする

細胞質 PER タンパク質濃度、核内 PER タンパク質ことで PRC が得られる。位相変化量の大きさ（絶対濃度を変数とした３変数微分方程式モデルを作成し値）はリミットサイクルの性質や摂動の強さに依存すた（図 2A）13。転写された Per mRNA の濃度に比例る。位相変化量の大きさがπ（周期の 1/2）に到達する

して、細胞質で PER タンパク質が翻訳される（図 2B）。

PRC はタイプ 0 型と呼ばれる。位相変化量の大きさ

PER タンパク質は核内に移行し、転写を抑制する。

がπよりも十分小さい場合には、PRC は 0 の周りで哺乳類の時計中枢組織である SCN では、日中に Per

変化する連続した曲線になりタイプ 1 型と呼ばれる。

mRNA 転写リズムが極大となる 25,26,29。そこで、Per以降ではタイプ 1 型の PRC に関して議論する。

mRNA 濃度が高い時間帯を、数理モデルにおける主観的明期と定義した。このモデルをシミュレーション

3.

Dead zone の数理解析

した場合、光パルス投与により位相前進と後退は起き

キイロショウジョウバエやマウスといった幅広いるが、数時間にわたる dead zone は現れなかった（図生物種で主観的昼の数時間のあいだは光パルスを投2C）。そこで、この単純なモデルを雛形とし生化学反与しても概日時計の位相が変化しない。dead zone で応を付加していくことで、dead zone が生じるメカニ

は光シグナルに対する概日時計の位相変化量が低下

ズムを明らかにする。

するため、日中に光照度が変動したとしても位相に大モデルに含まれる生化学反応を表す関数型をいろ

きな影響を及ぼさないことが理論研究によって報告

いろと変えていったところ、mRNA 濃度が高い場合されている 21-23。また、PRC に dead zone が含まれに PER タンパク質の翻訳が飽和してしまうと、主観

ると、日の出（もしくは日の入り）と概日時計の間の的明期に dead zone が形成されることが分かった（図位相関係を日長が変化した場合でも一定に保てるこ

2B, D）。これは、Per mRNA 濃度が高い明期では翻とが、数理モデルを用いた研究によって示されている訳が飽和してしまい、光パルスによって Per mRNA24。

がさらに誘導されてもタンパク質濃度は変化せず、位dead zone を作り出す機構にはどのようなものが考相変化が起きないためである。一方、明け方や夕方、えられるだろうか。これまで哺乳類では、主観的明期

および夜の時間帯では Per mRNA 濃度が低いため、には Per 遺伝子が光シグナルによって転写誘導され翻訳が飽和していなくその時間帯の光パルスは PERずそのため位相変化が起きない、と考えられてきた 25-

タンパク質濃度を増加させ、位相変化を導く（図 2E）。

28。この概日時計への光シグナルのゲーティングの分言い換えると、翻訳の飽和が NFL 内のゲートとして子メカニズムは分かっていないが、光入力を遮ること

はたらき、dead zone が形成される。PER タンパク質により日中の光シグナルの変動の影響を遮断するこの翻訳の飽和は起きうるのだろうか。Per mRNA に

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
105

図 3 キイロショウジョウバエの概日時計の dead zone 形成(A) PRC（実線）と TIM タンパク質の濃度（点線）。灰色の矢印が deadzone を示す。
(B) tim mRNA の転写速度（実線）が飽和しているときに dead zone が生じる。点線は PRC を示す。

対して細胞内のリボソーム量が足りなくなるとは考

数理モデルを用いた解析により予測された。

えにくい。先行研究により、PER1 タンパク質の翻訳には RNA 結合タンパク質である LARK が必要となることが分かっている 30。これらの時計遺伝子産物の翻訳に必要なタンパク質の数が限られていれば、モデルで予測した翻訳の飽和が細胞内で起きる可能性がある。

4.

哺乳類時計遺伝子 Per1 と Per2 の位相応答における役割分担哺乳類では Per1/2/3 の三つの Per 遺伝子がゲノム中に存在している。このうち Per3 は光シグナルによショウジョウバエの NFL による dead zone 形成:って誘導されず、概日時計の位相応答に関与しないこ

キイロショウジョウバエの PRC にも哺乳類と同様にとが知られている 11,31。一方、Per1/2 は光シグナルに

dead zone が含まれる。ショウジョウバエの場合、光より SCN において転写が一過的に誘導される（図シグナルは神経細胞内の CRY タンパク質によって受4A）。PER1 と PER2 タンパク質はアミノ酸配列がよ容される（図 1B）。
CRY は時計タンパク質である TIM

く保存されており、共に CRY と複合体を形成しの分解を導き、それによって概日時計の位相変化が起

CLOCK/BMAL1 に結合することでその転写誘導能きる。TIM は主観的明期に極小値をとる。シミュレーを抑制する。すなわち Per1 と Per2 の二重の NFL がションを行うと、振動の谷の TIM 濃度が低いほど

概日リズムの発振と位相応答に関与する。恒暗条件下

dead zone が形成されやすいことが分かった（図 3A）

での mRNA のフリーランリズムを計測すると、Per1

13。TIM は転写抑制因子として機能するため、その濃度が低い主観的明期には、tim 遺伝子の転写が最大速mRNA 濃度は主観的明期に極大となる。Per2 mRNA

濃度は Per1 から約 4 時間遅れて極大となる 25,32,33。

度で起きている。すなわち、転写量が飽和している（図この約 4 時間のピーク時間差をつくるには、Per2 の

3B）。その時間に光シグナルによって TIM を分解しプロモーターに存在する特定の塩基配列と、PER2 タても、転写速度が最大値に飽和しているためそれ以上

ンパク質自身による制御が必要であることが示唆さ

tim mRNA を増やすことができない。tim mRNA 濃

れている 34,35。
4 時間のピーク時間の差は Per1 と Per2

度が変化しないため TIM タンパク質濃度の変化も起の間に何らかの機能的な違いをもたらすのであろう

きず、位相変化も起きない。実際のショウジョウバエ

か？

の細胞でも、tim mRNA の転写速度には利用できる

この問いに答えるため、Per1 と Per2 の遺伝子産物

RNA ポリメラーゼの数などで決まる上限値が存在すの濃度変化をモデル化し数理解析を行なった 14。転ると考えられる。TIM の濃度が十分低く転写速度が写・翻訳によって作られた PER1/2 タンパク質は、自この上限値に到達していれば dead zone が生じると身と相手の転写をプロモーターに結合することで抑モデルから予測される。

制するとする。Per1 mRNA 濃度と Per2 mRNA 濃度

まとめると、哺乳類とショウジョウバエでは光シグのピーク時間の差をパラメタとしてその影響を調べ

ナルによって誘導される生化学反応は異なるが、どちるために、遅延型の微分方程式を解析に使用した。遅らも飽和反応によって光シグナルの影響がキャンセ

延型微分方程式では、mRNA が転写されリボソームルされる。このように、dead zone は NFL に含まれで翻訳に利用可能となるまでにかかる時間を、時間遅る生化学反応の飽和を利用して形成されうることが、れパラメタで表現する。この時間遅れの長さが Per1

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
106図 4 哺乳類 Period1/2（Per1/2）の位相応答における役割分担(A) Per1/2 の転写制御。
(B) Per1 と Per2 のどちらか片方を短時間の光パルスで一過的に誘導した場合の PRC。点線は Per1 のみを誘導した場合。実線は Per2 のみを誘導した場合。
(C) Per1 と Per2 の両方を一過的に誘導した場合の PRC。単純化のため、このモデルには図 2 のモデルで仮定した翻訳の飽和が含まれていない。そのため PRC には不応期が含まれない。

と Per2 の間で 4 時間異なるとすることで、詳細なメカニズムを仮定しなくともピーク時間の差を再現することができる。数理モデルの利点は、Per1 もしくは Per2 のどちらか片方のみを一過的に転写誘導しリズムの変化を調べることで、両方の NFL の存在下
（野
生型条件下）で二つの機能を区別できる点にある。これは片方の NFL を欠失させる Per1 もしくは Per2 遺の増加が速くなり、転写抑制が早くはたらき位相が前進する。一方、Per1 mRNA の減少期に Per1 mRNAを誘導しても、その時間帯には遅れて発現した PER2タンパク質が十分量あるため、PER1 タンパク質の増加は位相に影響を及ぼすことができない。一方、Per2mRNA の増加期に Per2 を一過的に誘導しても、先行して発現している PER1 タンパク質がすでに十分量11 とは異なることに注意しあるため、PER2 タンパク質は位相に影響しない。

シミュレーションを行ったところ、Per1 と Per2 のすでに低下しているため、Per2 を誘導すると余剰に間に 4 時間のピーク時間差があると、光シグナルに対できた PER2 タンパク質が転写抑制状態を延長し、する位相応答において役割分担が生じることが分か

位相後退が起きる。

伝子のノックアウト実験ていただきたい。

った（図 4B）。すなわち、光シグナルによる Per1 のPer2 mRNA の減少期には、PER1 タンパク質濃度は実際の哺乳類の SCN では、Per1 と Per2 の両方が一過的な発現誘導は主に位相前進を導き、Per2 の誘光シグナルによって転写誘導される。Per1 と Per2 を

導は位相後退を導く。この分担はピークの時間差に依

同時に転写誘導するシミュレーションを行ったとこ存しており、例えば 1 時間と時間差が短い場合には 4ろ、PRC の形状は Per1 のみを転写誘導した場合の時間でみられたような明確な分担は起きない。 Per1と Per2 のピークの時間差を 1 時間から徐々に大きく

PRC と、Per2 のみを転写誘導した場合の PRC を足し合わせたものに近くなることが分かった（図 4C）。

し Per1 のみの発現誘導によって PRC を求めたとこ

このことは、光シグナルによる Per1 と Per2 の転写

ろ、ピークの時間差とともに単調に位相後退領域が縮誘導量の違いが、PRC の位相前進領域と後退領域の

小し 4 時間付近を境に消失した。同様に Per2 のみの大きさに影響することを示唆する。PRC の形状は生発現誘導によって PRC を求めると、位相前進領域が物種によって異なる 10。ハムスターの PRC は位相前縮小し同じくピークの時間差が 4 時間付近で図 4B に進領域の面積が後退領域に対して大きい。反対に、マ示すようにほぼ位相後退領域のみとなった。ピークのウスの PRC は後退領域の面積の方が大きい。上記の時間差を 4 時間以上にした場合でも同様の役割分担

数理モデルの結果は、ハムスターでは Per1 が光シグが起きる。この分担のメカニズムは次のようになる。

Per1 mRNA の 増 加 期 に 光 パ ル ス に よ っ て Per1mRNA をさらに誘導すると、PER1 タンパク質濃度

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
107

ナルにより転写誘導されやすく、マウスでは Per2 が転写誘導されやすい可能性を示唆している。一方で、Per1 欠失変異体マウスでは位相後退領域が野生型に比べ顕著に大きくなり、Per2 欠失変異体マウスではlight-induced signaling in the suprachiasmatic

わずかに前進領域が大きくなることが報告されていnucleus circadian clock. J. Biol. Chem. 278,

る 11。そのため野生型哺乳類の PRC の形状の成り立

718-723 (2003).

ちを理解するには、(1)ノックアウト実験の結果と(2)2.

Travnickova-Bendova,

Z.,

Cermakian,N.,

Per1 と Per2 の二重 NFL の役割分担、の両方を考慮

Reppert, S. M., & Sassone-Corsi, P. Bimodal

する必要があるだろう。

regulation of mPeriod promoters by CREB-

数理モデルの結果は、Per1 もしくは Per2 のどちら

dependent

signalingand

CLOCK/BMAL1

か片方のみを転写誘導できる化合物が存在すれば、そ

activity. Proc Natl Acad Sci U S A 99, 7728-の投与により位相前進もしくは後退のみが起きるこ

7733 (2002).

とを示唆している。このような化合物を単離できれば、

3.

Ceriani,M.

sequestration

数理モデルの予測を検証するだけでなく、効果的なリ

et

F.

of

CRYPTOCHROME.

ズム障害治療薬候補になるかもしれない。

al.

Light-dependent

TIMELESS

Science285,by553-556(1999).
5.

おわりに

4.

the Drosophila circadian clock by promoting

本稿では、PRC の形状に関する数理解析についてlight-induced

紹介した。Dead zone の解析では、光シグナルが NFL

degradation

of

TIMELESS.

Science 312, 1809-1812 (2006).

へと入力される分子メカニズムは哺乳類とショウジ
ョウバエで異なるが、生化学反応の飽和という共通しKoh, K., Zheng, X. & Sehgal, A. JETLAG resets

5.

Lin, F. J., Song, W., Meyer-Bernstein, E.,

たメカニズムで dead zone が生じる可能性を示した。

Naidoo, N. & Sehgal, A. Photic signaling by

このように遺伝子制御の背後にある共通性を明らか

cryptochrome in the Drosophila circadianにできる点が、数理モデルを使うことの利点の一つでsystem. Mol. Cell. Biol. 21, 7287-7294 (2001).

ある。また、哺乳類 Per1/2 の解析では、どちらか片6.

Naidoo, N., Song, W., Hunter-Ensor, M., &方のみを転写誘導した場合をシミュレーションする

Sehgal, A. A role for the proteasome in the light

ことで、それぞれの機能を切り分けることができた。

response of the timeless clock protein. Science

野生型動物では光シグナルによって両方の Per 遺伝
子が転写誘導されてしまうため、このような数値実験

285, 1737-1741 (1999).
7.

peripheral circadian oscillators in transgenicができることも数理モデルの強みである。

rats. Science 288, 682-685 (2000).

紹介した数理モデルは細胞レベルでの位相変化を記述するものであった。これらの結果を基礎として、

Yamazaki, S. et al. Resetting central and8.

Johnson, C. H. in Circadian Clocks from Cell

今後は組織および個体レベルでの位相応答を記述す

to Human

る手法を確立していく必要があるだろう。統計物理学

209-249 (Hokkaido University Press, 1992).

で研究されている結合振動子集団の位相応答理論がその手助けとなるかもしれない 36-38。

9.

(eds T. Hiroshige & K.

Honma)

本間研一, 本間さと & 広重力. 生体リズムの研究. (北海道大学図書刊行会, 1989).
10. Daan, S., & Pittendrigh, C. S. A functional

6.

謝辞

analysis of circadian pacemakers in nocturnal

本稿は金沢大学 理工研究域の程 肇先生との共同

rodents. II. The variability of phase response

研究に基づいています。UT Southwestern Medical

curves. J. Comp. Physiol. 106, 253-266 (1976).

Center の山崎 晋先生には原稿内容に関して貴重な

11. Pendergast, J. S., Friday, R. C., & Yamazaki, S.

コメントをいただきました。ここに感謝いたします。

Photic entrainment of period mutant mice ispredicted from their phase response curves. J.

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時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
109

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Per1

and

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Per2

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36. Schmal, C. et al. Weak coupling between
intracellular

feedback

loops

explainsdissociation of clock gene dynamics. PLoS

Comp. Biol. 15, e1007330 (2019).

「この分担はピークの時間差に依存しておQ2.（本文）り、例えば 1 時間と時間差が短い場合には 4 時間で37. Kori, H., Kawamura, Y., Nakao, H., Arai, K., &みられたような明確な分担は起きない。」。4 時間といKuramoto, Y. Collective-phase description of

う量がどこまで特別なのか、よくわかりませんでした。

coupled oscillators with general network

ピークの時間差が 3 時間とか 8 時間でも同じことが

structure. Phys. Rev. E 80, 036207 (2009).

起きるのでしょうか。

38. Hannay, K. M., Forger, D. B., & Booth, V.
Seasonality and light phase-resetting in the
mammalian circadian rhythm. Sci. Rep. 10,19506 (2020).

A2. Per1 のみを誘導した場合の PRC と Per2 のみを誘導した場合の PRC の違いは、この二つの間のピー
クの時間差に単調に依存します。例えば、ピークの時
間差が 1 時間の場合には、Per1 を光誘導した場合にも時間帯によって位相後退が生じます。ピークの時間差を徐々に大きくしていくと、位相後退領域が単調に

～

～ ～

～

～

～

～

～

～

～

～ ～

減少していき、4 時間付近で図 4B 点線で示したように位相後退領域が消失し前進領域と位相変化が起き

以下に、査読者と執筆者とのやりとりを許可を得て掲ない領域のみになります。ここからピークの時間差を載いたしました。

さらに 8 時間まで増加させても、PRC はほとんど変（重吉）

化しませんでした。つまり「4 時間」というは Per1 とPer2 の位相応答への寄与が分離する（おおよそ）最

～

～ ～

～

～

～

～

～

～

～

～

～

査読者１
Q1. timeless の転写が飽和することは実際にありうるのでしょうか。
A1. TIM タンパク質の濃度が振動の谷でほぼゼロな
らば転写抑制がかからないため、tim mRNA の転写速度は利用できる RNA ポリメラーゼの数や RNA ポ
リメラーゼの DNA 上での移動速度などで決まるある
上限値に到達する（つまり上限値に飽和する）と考えられます。この説明を書き加えました。実際に TIM

小のピーク時間差にあたります。
Q3. 図 4 の位相応答曲線に不応期（dead-zone）が表れていないことは、問題ないのでしょうか。不応期の出ている図 2,3 の位相応答曲線とは数値シミュレー
ションの設定が違うためでしょうか。
A3. 数理モデルを単純化するため、図 4 のモデルには、図 2 のモデルで仮定した翻訳の飽和を含めていま
せん。
そのため、
図 4C の PRC には不応期（dead zone）
が含まれていません。図 2 と図 4 ではモデルに違いがあることを、図 4 のレジェンドに書き加えました。

タンパク質の濃度が低い時間帯に、光シグナルによりこの Per1/Per2 のモデルに翻訳の飽和を含めれば、転写量が変化しないかどうかは、実験により検証する

dead zone が現れると考えられます。

必要があります。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)110特集「視交叉上核発見から 50 年」

視交叉上核研究今昔
本間 さと✉
札幌花園病院睡眠医療センター
1972 年に、哺乳類の生物時計が視床下部視交叉上核（SCN）に局在することを示す２編の論文が発表され、半世紀がたった。この小さな神経核には、サーカディアンリズム発振、光同調、全身の末梢時計の同調などの機能がぎっしり詰まっている。その後、培養下での長期計測や移植なども可能となり、研究は飛躍的に発展した。21 世紀の到来とともに、SCN は哺乳類唯一の概日時計から、末梢時計を統括する中枢時計へと、新たな機能が明らかとなってきた。SCN の組織学、リズム発振や同調に関わる分子メカニズム、細胞振動とネットワークなどについては多くのすぐれた論文や総説があるので、ここでは、SCN 研究を巡る個人的な想い出、SCN の私的研究史について述べさせていただく。偶然にも 1972 年は私が大学院生として研究を開始した年であり、その後、SCN に深くかかわることになったことには運命を感じている。分
散培養やスライス培養、マルチ電極ディッシュアレイ、マルチ機能の同時イメージングなど、新しいプロ
ジェクトと技術開発は悪戦苦闘、挫折の連続ではあったが、今となっては、それもまた、楽しい思い出で
ある。
1.

はじめに

をとったデータに加え、2 例で飲水リズムの消失と飲1972 年に視交叉上核（SCN）の破壊によりラットの水および輪回し行動のリズムが消失していることを示

1 や副腎コルチコステロン 2 の概日リズムが消失しているだけで、周期解析や、破壊巣の顕微鏡写真もしたことを示した 2 編の論文が発表され、SCN が哺乳

載っていない。Moore & Eichler の論文 2 は Short

類の概日時計中枢であることが明らかになってから、

Communication であり、ただし、こちらは、破壊によ

今年が 50 周年である。

る副腎コルチコステロンリズム消失だけでなく、盲目

行動

SCN の発見までは、概日時計があることにはあるが、にするとリズムがフリーランするが、Primary Optic

特定の組織に存在するとは考えられていなかった。

tract の切断や Accessory optic tract の切断ではリズム

1972 以降、1999 年に末梢時計 3 の存在が明らかにな

同調が持続していること、SCN の尾側の Halasz knife

るまでは SCN が哺乳類では「唯一の」生物時計と考えによる神経切断でもコルチコステロンリズムが消失すられてきた。その後、SCN は「唯一無二」の生物時計

るが吻側の神経切断ではリズムが持続することを報告

から「one of them」となり、リズム発振よりも、むし

し、SCN への光入力は視神経が脳内に入ってすぐに生ろ SCN が中枢時計として機能する中心的なメカニズ

じていることや、SCN から尾側~背側方向の神経出力

ム、すなわち振動ネットワークに注目が集まってきた。

が HPA-axis へのリズム出力を支配していることを示

哺乳類が中枢神経内に全身をコントロールする中枢時している。SCN の破壊を、行動リズムではなく瞳孔の計をもつ意義について再度、考え直す時期にきている

対光反射で確認している点も興味深く、短くても含蓄と思う。

に富む論文である。信じられないかもしれないが、行動測定は、当時、測定機器が高価で多数を揃えること

2.

はじまりは In vivo 観察実験からができず、コルチコステロン測定の方が容易であった。

SCN が概日時計中枢であることを示した 2 編の論文
は、これが大発見かと拍子抜けするほど、実に短い論文である。図表もろくにない。昨今ならば、とても査読

私の所属した当時の生理学教室も、毎日大量の血漿コ
ルチコステロンの検体を測定していた。
しかし、正確には、これら 2 編の論文では、SCN は

1 では

概日時計からの Final Common Path にある組織であSCN を破壊したラットの行動量を明期と暗期で統計る可能性が否定できていない。1979 年に、Inouye &を通りそうもない。Stephan & Zucker の論文✉sathonma@med.hokudai.ac.jp
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111

図１ Halasz ナイフ（右）と SCN 破壊のための手製電極（左）Halasz ナイフ（右)：ステンレスパイプあるいは 21~23 号のカテラン
針を 5~6 ㎝にダイヤモンドカッターでカット。ロールしていないピアノ線を 10 ㎝程度にカットして、先端を三角形にグラインダーで削り、刃を作成する。刃は薄くて鋭いと切れがよいが、ナイフの刃を曲げる
際、破損しやすい。目的とする大きさの刃を作ったら、ステンレスパ
イプに入れ、刃の方向にハンドルを作る。その際できる上下の「遊び」
が、脳底に刃先が達したサインとなるので、遊びを 1 ㎜ほど作る。ナ
イフを脳底に下ろした際、ハンドル部分が浮き上がる瞬間をとらえて、脳底の位置を正確に記録し、そこから 0.5 ㎜上げる。脳底部分の骨格標本をつくり、定位脳固定装置に設置して、ナイフが脳底ぎりぎ
りで 360 度回転できるよう、
固定位置を決める。私が使っていた Wistar
系ラットでは上顎切歯の位置を耳穴より 5 ㎜下げる位置で、SCN 部
分の脳底が平らになった。
ラット視交叉上核破壊用電極（左）：Halasz ナイフ同様、二重構造とし、26~28G のカテラン針の先端をダイヤモンドカッターで切り落とし、マニュキュアやカシューで絶縁コーティングし、ホールダーとなるステンレスパイプ（電極の太さに合わせ 22~23G から選ぶ）に入れる。ステンレス針の先端を研磨して絶縁を剥がし、常に一定の通電量が得られるようにし、壁面の絶縁は電気分解でチェックする(絶縁がはげると泡が出る)。電極の上部にストッパーのためのマニュキュアの塊を付け、電極の上下方向に 1~1.5 ㎜の遊びを作る。脳底に電極が達したら、電極が持ち上がる。ここから 0.5 ㎜上の位置で通電する。定位
脳手術では、前後の原点は Bregma とするが、左右の原点は、上矢状静脈洞の中点とする。このため、SCN の前後を含み 5 ㎜ほどの正方形に頭蓋骨を剥がし、左右の中点を決め、硬膜下に脳実質を極力傷つけないように絹糸を通し、静脈洞を左右に牽引して出血を避け、正中線
から左右 0.5 ㎜の位置で垂直に電極を下ろす。これで、X 軸と Z 軸方向の位置決めの精度が上がる。

Kawamura の SCN island の論文が出て 4、初めて、会場で質問する勇気がなかったが、たまたま帰途の京

SCN そのものが概日時計中枢であることが証明され都からの新幹線のホームで見かけて図々しく質問し、たわけであり、2 名の日本人先輩の業績をいま一度強

翌日、当時の勤務先であった国立がんセンターを訪ね調しておきたい。

て元祖 Halasz が作っていたナイフの作り方を教えて

1972 年に大学院に入って与えられた最初のテーマもらった（図１右）。以後、私も、実験手技を教えてほは、指導教員の廣重力 助教授（当時）がバイオアッセ

しいという申し出には、出来る限り丁寧に対応してきイ法を開発して取り組んできた CRH についてで、私た。しかし、このナイフを使っての実験結果が論文にの担当は CRH リズムの性差だった。Estrous cycle のなるには、さらに 10 年の月日がかかった（図２A）5。

変化が明暗サイクルの何時ごろに生じるか、という泥臭い予備実験から開始した。間もなく、当時、内分泌関連の雑誌に何報も論文が出ていた B. Halasz の開発し3.

ほ乳類概日時計リズムの生後発達と母子同調：「生みの親 vs. 育ての親」論争

た Halasz Knife を使って Hypothalamic island を作

生理学の教員として最初に取り掛かった研究テーマ

るようにとの指示が出た。Inouye & Kawamura の論は、概日振動発振と母子同調であり、すでに教室では、文が発表される前であったので、先見の明があったわ

盲目仔ラットのコルチコステロンリズムの生後発達をけであるが、どうやって Halasz Knife を作るのか皆目

丹念に解析し、妊娠中の母親のリズムが基本的に仔の見当がつかない。Endocrinology に出ている図を参考

リズムを同調させるが、授乳中の母親のリズムも影響に金属プレスで刃を作ってもらったりしたが、全く使することがあると明らかにしていた 6。一方、同様のテい物にならなかった。今ならば、メールを出して著者

ーマで研究をしていた高橋清久先生のグループでは、に聞く、という手があるだろうが、当時は手紙もタイ

育ての親がリズムを同調するとのデータを提示していプライターの時代である。あてがなく、どうしたものた 7。Reppert と Schwartz も母親による胎児 SCN のかと思っていたところ、1973 年に京都で開催された日同調を発表しており 8、概日時計の振動開始時期と母親

本内分泌学会総会で、UCLA の Sower のラボから帰国

による同調、出生後の非光同調の可能性といった、現したばかりの林縝治 先生（東京都神経研）が Halasz

在でも未解決の内容を含む研究テーマであったが、如knife を仔ラットに応用した発表を聞くことができた。

何せん、当時は、離乳後にならないと表現型リズムが時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)112測定できなかった。このため、実験デザインを工夫しSCN の尾側に大きすぎることを示しており、SCN にて、コルチコステロンや自発行動（当時ようやくアニ

限局していれば、continuous estrus となる。この時のメックスを複数台そろえて、自動解析ができるように

SCN 破壊方法と手製電極（図１左）は、その後数 10 年なっていた）などのリズムを指標に、出生前にさかのに渡り、教室内で継続して使われた。
生みの親か、育ての親かの問題については、親のぼっての振動発振を推測する方法を検討した。
胎児にとっての恒常状態を作るため、妊娠中のラッ子育てリズムの濃密さに依存して母親のリズムが非光トの SCN を破壊することを思いついた。そんなことを因子として盲目仔ラットのリズムを同調することを示すると、流産や出産できない等の懸念はあったものの、すことができ、論争に決着がついた。高橋先生のラボ

まずはやってみるということで妊娠 3, 10, 17 日目にの母ラットは濃密な子育てをするが、我々のラボの母

SCN を破壊し、仔は出生直後に盲目にし、リズムの消ラットの子育ては放任型であったことが分かり、仔の失した母親に離乳まで飼育させた。最初は、破壊巣が数が減らす（たとえば 2 匹）10、親に周期的制限給餌を

大きすぎて、母ラットのリズムは消失するものの出産

課す 11、周期的母子分離をする 12,13 等、母親のリズム

できない場合がほとんどであり、帝王切開で出産させ、が強く作用すると仔のリズムを同調することや、出生

養母に育てさせなければならなかった。そのうちに腕後初期ほど同調機能が強いことが分かり、ごく最近まを上げ、破壊巣を SCN に限局するようになると、出でラボの多くの教員や大学院生がこの研究に関わって産・授乳が可能なラットが出てきた。妊娠 3 日の SCNいる。

破壊では全例が流産してしまったが、妊娠 10 日および17 日での破壊の結果から、母親による胎児のリズム同

4.

左右の SCN の存在意義

調と、母親の SCN 破壊による胎児のリズムのフリーラ

1982 年に、Turek らのグループが、Splitting をン開始を証明することができた 9。ちなみに、メスの性起こしたハムスターの片側の SCN を破壊すると、行動

周期が持続的に diestrus となるようでは、破壊巣がリズムが一相性になったことから、一対の SCN のそれ

図２：SCN の in vivo, in vitro 実験
A：Halasz ナイフによる SCN を含む Hypothalamic island B：SCN 片側破壊。破壊巣の下にある組織は電気破壊後のグリア増殖
A,B はパラフィン切片、ルクソールファストブルー・クレシルバイオレット染色。C：マルチ電極ディッシュ上に培養したラットのSCN スライスと、右下は分散培養 SCN 神経の自発発火 D：成獣 Per1-luc マウスの SCN スライスからの生物発光イメージ 2004
年ごろ単細胞レベルでの発光リズム計測ができるようになった初期のイメージ。

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113

ぞれが二相性の行動の片方を支配しているとした論文
を Science に発表して、反響を呼んだ 14。ちょうど、
行動リズムの開始位相と終了位相を指標にした PRCの形が異なる 15、という仕事をしている最中であった
め、早速、片側 SCN 破壊で位相反応曲線を作ろう、ということになった。Splitting は行動リズムの背後にある E 振動体と M 振動体の脱同調による、と考えられていたため、片側を破壊すれば、この差が分かると予測した。しかし、片側 SCN を完全に破壊し、他側のSCN は完全に残す、というのは至難の業だった。ネジが摩耗して肉眼でもガタつきが分かる定位脳固定装置
を騙し騙し使い、20 匹以上のラットを予備実験に費やして、何とかできそうな条件を見つけた(図２B)。
Lesion 直後に屠殺して完全な片側破壊が得られているかどうかを凍結切片で確認、2 匹続けて満足のいく結果が得られたら、その条件で続けて 10 数匹の手術を行うという毎日で、手（装置）が安定せず本番の手術ができない日もあった。結局、片側 SCN 破壊ラットの PRC
は両側が健全なものと変りなく、行動リズムの光同調
は片側で十分機能することが分かったが、F. Davis が片側 SCN 破壊ハムスターでも Splitting は起こるという論文を発表し 16、Negative results の常で、データはお蔵となった。Davis らの論文も、大々的に発表された Turek らの論文に比較し、注目もされず、引用されることも稀であった。
一方、Turek らは、Splitting 中に LH サージも 2 相性になるという論文を発表し、左右それぞれの SCN が下流の機能を支配する non-redundant な存在であることを示し 17、さらに 2000 年になって de la Iglesia とSchwartz が、Split したハムスターの時計遺伝子のリズムが左右の SCN でそれぞれ 180 度位相が逆転していたという発表もなされた 18。左右の SCN のリズムは長期に培養しても同期している。培養下の左右逆転は、
400 日を超える培養でバージニアのグループが観察した例がある 19。また、Cry1/Cry2 ダブルノックアウト
マウスの新生児期の PER２リズムで最初の 2 サイクル
ほど逆位相でスタートしたのち、同期した例を見ているが、見つけたら論文にできるほど珍しい。左右の神経核の間には交連線維があり、神経性の連絡があるとは言われているが、その機能は不明であり、人為的な左右の位相乖離は未だにできていない。まだまだ謎の多い組織である。
5.

マルチ電極ディッシュによる単一 SCN 神経細胞
リズムの測定SCN の分散細胞培養にチャレンジしたのは 1980 年

図３ 8 チャンネル MED 測定システムを並べた自動測定系
A：64 チャネルの機器購入以後も活躍した 8 チャンネルのMED システム。発火頻度連続測定系はカスタムメイド。写真中央は、オシロスコープと、一定条件の波形を選択してパルス信号を出すウィンド型スライサー（1 セット 8 台のウィ
ンド型スライサーを 3 セット積み上げてある）。出力されたパルスは 5 分毎に PC に出力された。B：インキュベータ内に MED のディッシュとホールダーを入れ、酸素透過フィル
ムを使うようになるまでは、10 ㎝シャーレに濡れた脱脂綿を貼り付けてディッシュの上にかぶせ、内部に 5%CO2 /95%Air の混合ガスを流しっぱなしにした。

代の半ばだった。文献を調べ、肝臓などの初代培養をやったことのある研究仲間に聞きに行き、細菌学のラボでクリーンベンチがない場合の無菌操作を習い（アルコールランプがあれば、その直下は上昇気流ができるので、クリーンな空間ができる）と、努力を重ねたが、数年間にわたり成果が出なかった。細胞は全滅、培地には細菌が増え、抗生物質で細菌感染を抑えればカビが生え、培養室とはいえども天井からネズミの糞が落ちてくる始末であった。悪戦苦闘しているうちに、
当時、高橋清久先生のラボにいた村上先生 20 と、獨協大の渡辺先生 21 が培養 SCN からの AVP リズムを測定し発表された。そこで、村上先生からは、無血清培地の組成や細胞分散法について、渡辺先生からは、グライ
ナー社のクローニングプレートの中央の 4well だけに細胞をまいて、培地交換は細胞のない well で行う培養液回収法を教えてもらい、トリプシンを短時間作用させ、そのトリプシンをすっかり抜いた状態で、Firepolish したパスツールピペットをフラッシュするという方法をとることで、Viability 90％以上を維持できる

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ようになった 22。いざ分散培養が可能になると、一細とが、安定したスライス培養の鍵となった。新田ゼラ

胞でのリズム測定をしたい。当時、NTT の研究所がマチンが発売しているセルマトリックス I-C は本来ゲル

ルチ電極アレイディッシュを開発し、成果を神経科学化するコラーゲンではなく、ディッシュ表面のコーテ

学会で発表していた。ポスター発表者に掛け合って、ィング用であるが、これを I-A や I-P と同様の方法で何とか使えないかと交渉したが、まだ開発段階にある「間違って」ゲル化させたところ、きわめて薄いゲルということで使わせてもらえなかった。その数年後、を作ることができた。ただし、メーカー推奨法ではな

再度、学会会場で掛け合ったところ、すでにパナソニ

いので、ロットによっては、全くゲル化しない。顕微鏡ックが発売しているということを聞き、早速パナソニ

でメッシュ状のゲルが出来るかどうかを調べ、「当たり」

ックに「購入を検討するため」デモ機の貸出しを交渉のロットであることを確認する必要があった。割安のした。この時、同時に不要となったディッシュを何枚大瓶を購入したところ、「外れ」でがっくり来たこともか譲り受け、今度は MED ディッシュ上での培養法のあった。結局、論文に書かけないような様々な、尚且つ確立に四苦八苦した。ディッシュ表面の疎水性が高く、

ほんのちょっとした工夫が実験を成功させているので、特に新品では、表面のコーティングもできない状態だ

継承のため努力が必要である。

った。結局、バーナーの炎を絞り、ブルーフレームをさMED プローブ上での培養法の確立には苦労したが、っと（0.2~0.3 秒程度）ディッシュ表面に当てることがデモ機での測定の方は意外なほど問題なくできた。最最も親水性を上げることが分かった（ついでに滅菌も初の数枚で、すばらしく S/N のよい単ユニット活動ができた）。滅菌水で洗浄時に表面の親水性を確かめてか記録でき、早速、大枚をはたいて、片手に載る、おもちらコーティングし、一晩、血清入りの培養液を入れてゃのようなプロトタイプの MED システムを 2 台購入

プレインキュベートすることでさらに親水性を上げる

し、培養 SCＮ細胞の電気活動測定が始まった(図２C)。

ようにした。この後、ブルーフレーム法を、ガラス表面

1998 年に SCN 神経細胞活動の周期分布を発表したが、の親水性向上のため汎用した。SCN の分散培養は細胞

これがパナソニックの MED システムでの論文第一号が密なほど、元気よく培養できる。MED プローブの中となった。野生型にも関わらず、発火頻度の周期が心にクローニングリングを立て、その中に高密度に細20~30 時間まで広く分布したのは驚きだった 23。そし胞を撒くようになってから、高い確率で神経発火が測て、その後の単一細胞時計とネットワーク形成による定できるようになった。一方、スライス培養では、組織

組織レベルの研究の出発点となった。この段階では一の酸欠防止のため、培地の量を減らして組織を水没さ度に測定できる電極が 8 チャンネルであったため、64せない様にする必要がある。この時のコーティングに

チャネルの電極の中からどの 8 チャネルを選んで測定

ついては、使用するコラーゲンの使用法を間違ったこするかは悩ましかった。発火のある神経細胞は、1 日中

図 4：カスタムメイドの生物発光システムとラボ培養・測定室風景
A：生物発光測定装置 3 号機、顕微鏡ステージ上にはアクリルのカスタムメイドミニインキュベータ、左側の温風装置から一定温度の温風と温めた蒸気を送る。酸素透過フィルムを使うようになってからは加湿器が不要となり、段々安価で作れるようになってきた。B：2009 年の培養・測定室風景。後方には発光・蛍光・電気活動などの同時測定のための遮光テントが並ぶ。

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115

発火している SCN 外の細胞であることが多く（このため、チャネル選択の時に容易に見つかる）、一方、明瞭
なリズムをもつ SCN 細胞は、1 日にせいぜい 4～5 時間程度しか発火しないものが結構ある。当たりが出るかどうかは by chance であった（図３）。その後、さらに大枚をはたいて 64 チャネルが同時測定できるシステムを購入し、実験の効率がぐんと上がった。さらに、二色の発光（二種の時計遺伝子発現）と蛍光（カルシウ
ムセンサー）を加えて 4 機能同時測定も可能となった24。その際、長期の培養測定では常識化していた倒立顕微鏡をやめ、正立顕微鏡とカスタムメイドのミニイン
キュベータを使うことで、電極によってさえぎられる
ことなく全視野の発光・蛍光が測定できるようになった。拡張性があるのは、カスタムメイドの測定系であり、LV200 などの高価な機器にできないことが色々可能であったが、ラボの中に場所をとる遮光テントがずらっと並ぶ結果となった（図４）。
6.

ペースメーカーの安定性：SCN は cramp を起こ

さない
最初はおっかなびっくり、腫物に触る様に扱っていた SCN であるが、そのうちに中枢神経組織としては、例外的に培養下でも丈夫で長持ちする組織であることが分かった。
MED システムで測定を始めた当初は、乾燥を防ぎながら pH を維持する努力をしていた。培養条件を一定するため、何年間かの間、毎日培地を半量交換するという金魚の世話のようなことをしていたが、酸素透過フィルムを使うようになってから不要となった。また、pH については、空気中で中性を維持できるよう、

HEPES と NaHCO3 の量を加減した。発火は、上述したように 1 日の一定時間のみで頻度も低い。結局
5%CO2 も培養液の補充もせずに延々とリズムが測定できるようになった。シアノバクテリアの Kai も ATPをほとんど使わないそうであるが、SCN も、リズム発振を測定する限り、ほ乳類組織としては驚くほど栄養補給が不要の組織である。要するに、概日時計は非常にエコなシステムなのである。
一度、対照実験のため、SCN 外の中枢神経細胞を分散培養してみて驚いた。SCN 神経細胞は、ディッシュに撒いた翌日には、せいぜい細胞体の 2 倍程度の神経突起しか伸ばさないので、中枢神経細胞はこんなもの、と思っていたが、線条体や大脳皮質の神経細胞は、数時間でめきめきと神経突起を伸ばし、翌日には盛大に同期した発火を示す。一定閾値以上のスパイクを拾うと音がなるようにセットしておくと、培養室からは周期的な神経バーストの音楽が聞こえてくる。2002 年に
米国神経科学会でのミニワークショップで MED シス

テムについての講演をしたところ、「SCN は cramp を起こさないのか？」という質問が来た。そういう発想がなかったので質問内容に驚いたが、確かにペースメ
ーカーには cramp を起こさない仕組みがある。生理学の講義では心筋細胞の電気活動を講義するが、200 ミ
リ秒も続くプラトー相があり、絶対不応期が長い。心筋細胞が cramp を起こせば一巻の終わりであり、滅多なことで cramp が起きないようになっている。
SCN 細胞も、中枢神経の他の部位のようなバースト発火を起こさない仕組みができているが、それが分かったのは
ご く 最 近 で あ る 。 SCN の 神 経 細 胞 は 、 ほ ぼ
100%GABAergic であるが、その生理的意義は不明であった。GABA が無い場合はどうなるか？GABA のノックアウト（GABA が産生できない GAD65/GAD67
ダブルノックアウト、および GABA が放出できない
Vesicular GABA transporter ノックアウト）は呼吸不全で生後すぐに死亡するが、胎児は出産時まで育つ。
そこで、胎児 SCN の培養したところ、SCN 細胞の時
計遺伝子発現は、野生型と全く同じであった。ここまでは薬理実験による先行研究結果から推測は出来たが、自発発火は周期的な SCN 全体で同期したバーストを示すことが分かった。GABA がなくなったことで、SCN の神経発火は、SCN 外の中枢神経細胞並となっていた 25。SCN のペースメーカーが cramp を起こさない仕組みの少なくとも１つは、ほぼすべての神経細胞が GABAergic であることにあった。しかし、SCN神経細胞が、他の脳部位の神経細胞に比較して、神経突起を伸ばさない理由、SCN のペースメーカーがエコなシステムであるメカニズムは、まだよくわかっていない。
半世紀の時を経て、視交叉上核にはまだまだ謎が多い。若手の皆さんが、ぜひ、この魅力的な神経核の謎
解きにチャレンジしていくことを切に願っている。

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特集「視交叉上核発見から 50 年」

視交叉上核の謎
岡村 均✉
京都大学大学院医学研究科神経生物学分野
生体リズムは、前世紀末に時計遺伝子 clock genes が発見されたことで、根本的にその理解が変貌した。
現在の理解では、時を司るわずか数個の時計遺伝子の形成する転写・翻訳フィードバックループが、数千もの遺伝子を周期的に発現させて、細胞周期、エネルギー代謝を時間的オーダーで管理している。すなわ
ち、時を刻む時計遺伝子の時間装置は全身の細胞にあり（細胞時計）、生体リズムは全身の細胞で出現することがわかったのである。では、これまで哺乳類の生体リズムの発振中枢とされてきた視交叉上核（suprachiasmatic nucleus:SCN）の役割はどうなったのであろうか？SCN では、個々の細胞の時計遺伝
子の形成するフィードバックループが、密に連絡するヘテロなニューロン集団の形成する局所回路により修正・強化され、ロバストなリズムを形成していたのである。本稿では、SCN に関する研究を、著者自身の体験に基づき振り返る。
1.

はじめに

返ってみよう。齧歯類の生体リズムの研究が現在のよ

視交叉上核（suprachiasmatic nucleus: SCN）は、

うに進展したのは、
1920 年代末からの Curt Richter ら

間脳の下部を占める視床下部前部で、左右の視神経がの貢献が大きい。1960 年代に入ると米国では、概日リ交叉して脳に入る視交叉の直上の吻側第三脳室周囲にズムは回転カゴのような簡単な行動リズム装置で記録位置する、一対の大きさ約 0.5mm 径の扁長楕円体の神できることが一般にも知られるようになり 3、この明瞭経核である。ここは、発生学的には眼胞が前脳胞からな行動リズムを生み出す脳内中枢の探索は一つの大き形成される部位の近傍である。

な研究の流れになっていった。その過程で、各種内分神経管が閉じるころ、左右の前脳胞は窪みながら膨隆し、眼胞が隆起して眼茎となり、先端は眼杯を形成

泌臓器の除去実験の結果はネガティブであり、脳内各部の微小破壊実験へと移っていった。

して後に網膜となる。この眼胞形成の付け根にあたる

1972 年、Irving Zucker らはラット SCN を破壊す

間脳の周囲に形成されるのが SCN である。この発生学

ると行動の概日リズムが消失することを報告した 4。同的知見は、SCN と眼球との強いつながりを予測させる。

年、Robert Moore らは、SCN の破壊により血中のコ

SCN の理解は、時計遺伝子発見後の 1997 年以降、ルチコステロンのリズムが消失することを報告し、大きく変化した。SCN の総括的な記載は、1991 年にSCN がホルモンの概日リズムを発振させる中枢でも発刊された「Suprachiasmatic nucleus: The Mind’s

あることが分かった 5。Moore らはさらに、網膜の神経

Clock」1 以来、存在せず、この神経核がそのリズムを節細胞に取り込まれた放射性同位体を含むアミノ酸が、如何にして刻むのか、そのリズム位相はどのようにし軸索輸送によって、直接 SCN に到達することを明らかて決定されるのかは、未だ謎である。本稿は、時計中枢にした 6。

である SCN の研究が如何にして哺乳類の概日リズム

これらの形態学的および生理学的研究により、SCNの概念の確立に貢献したのかを、著者自身の体験に基がリズム発振の中枢であり、また、光同調の主要な部

づき、振り返る。なお、概日リズム研究全体についての位であるという概念が形成されたのである。

筆者の経験は、別書にまとめたので、併せて参照され
たい 2。

3.

SCN の脳機能に及ぼす影響
これら海外の研究に劣らず、日本の研究者も優れた

2.

概日時計中枢である SCN の発見
まず、SCN が時計中枢として同定された歴史を振り成果を上げている。三菱化成生命科学研究所の Nobuo
Ibuka & Hiroshi Kawamura は脳機能に着目して研✉okamura.hitoshi.4u@kyoto-u.ac.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
118

究を進め、1975 年に SCN 破壊による睡眠覚醒リズム

シン 2（このペプチドの発見は 2000 年以降だが）が独7。これは、睡眠が立した細胞系として存在し、SCN がこのヘテロな神経SCN により日周制御されていることを示す初めての細胞の集合体であることが明らかとなった。しかも、研究であった。

これらはすべてが GABA 作動性である。さらに、光照の消失を脳波計測により報告した

次に、SCN 細胞自身の何が変動してリズムを起こす

射後には、SCN 腹側部の細胞にのみ、immediate earlyのかが大きな関心となった。William Schwartz らは、

gene （IEG）である c-Fos や c-Jun が急速に（1 時間1977 年に放射性同位元素で標識した deoxyglucose の以内）発現誘導されることが分かった。

取り込みが、脳で唯一 SCN だけで明瞭な昼夜差としてこれらの研究により、既に 1990 年に至るまでに、時現れることを示した 8。これは、SCN の細胞のエネル

計中枢である SCN は、時計発振に重要な背側部分と、ギー代謝が、他の脳部位では見られないほど強い変動

光入力を受け同調に関与する腹側部との、少なくともを示すことを意味していた。

2 部位に分かれるヘテロな細胞集団で構成されると考その 2 年後の 1979 年、Shin-ichi Inouye & Hiroshi

えられるようになった。

Kawamura は、ラット SCN の周囲をハラスナイフでカットし、SCN を含むその内部（island）では神経細6.

SCN はスライドガラス上でもリズムを刻む

胞のスパイク活動に概日リズムがあるが、その外部で1991 年 、 Keiko Tominaga, Shin-ichi Inouye,

はその概日リズムが消失することを報告した 9。これは、Hitoshi Okamura は、脳の外に取り出した SCN スラ

SCN の神経活動にリズムがあるが、他の脳部位の概日

イスをガラススライド上で培養するという手法を開始

リズムは、SCN との連絡を切り離すと消失することをし、培養液中にバソプレッシンが 24 時間周期で分泌さ示した重要な研究であった。

れることを報告した 12。すなわち、SCN のバソプレッ
シンニューロンは、脳から完全に離れた状況下でもそ

4.

VIP の定量的組織化学法の確立の細胞特性が変わらず、バソプレッシンを周期的に放では、実際に脳内でどんな物質が SCN のリズム産生出し続けるのである。睡眠や記憶形成などで脳機能がに関与しているのであろうか？1980 年はその同定にはたらくときは、さまざまな脳部位が相互に影響しあ

多くの研究者が挑戦することとなった。当時は、おびうことが必要であるが、驚いたことに、概日リズムは

ただしい数の「脳腸ペプチド」（神経ペプチド）が発見

全く異なり、SCN という微小な神経核だけで生み出さされ、それらが研究の対象となった。

れることである。

筆者が取り組んだのは、免疫組織化学や in situ
hybridization の手法によって、SCN という 1 mm にも 満 た な い 小 神 経 核 に あ る vasoactive intestinal

7.

哺乳類でも、ハエやカビと同様に、遺伝子レベル
でリズムは生まれる可能性

peptide (VIP) の昼夜変動を明らかにすることであっ哺乳類のリズム研究が始まったのと同じころ、ショ

た。ただ、組織化学という手法は本質的に定性的であ

ウジョウバエでも生体リズムの研究が始まり、蛹が成り、定量には向いていなかった。そこで、数年かかって虫となる羽化が朝のみに起こることが、既に観察され定量性に取り組み確立したのが「定量的組織化学」でていた。Seymour Benzer は、行動を規定する遺伝子ある。これで、昼夜差が 2 倍にも満たない VIP ペプチがあるはずと考え、ショウジョウバエを研究対象にフドと VIP mRNA の 24 時間リズムを明らかにした。本ォワードジェネティクスを創始し、1971 年 period 遺稿では割愛するが、この時に苦労して確立した、非常

伝子座を突き止めた。この研究は、Jeffrey C. Hall、にシンプルで誰もが再現可能な、数百枚以上の SCN 前

Michael Rosbash、Michael W. Young の 1984 年の時

額断切片を用いて画像解析で計測する「定量的組織化

計遺伝子 period の発見に結実した。少し遅れて、Jay

学法」が 10,11、その 10 年後の 1997 年に SCN における Per1 遺伝子の発現解析に威力を発揮するとは、当時は知る由もなかった。

Dunlap によりアカパンカビ時計遺伝子 freq も同定され、概日時計は遺伝子で規定されるということが解ってきた。
哺乳類ではどうであろうか？

5.

SCN はヘテロな細胞の集合体である
世界中の多くのラボでなされたペプチド含有細胞の1988 年、Martin

Ralph と Michael Menaker は、20 時間周期のフリー
ランリズムを示す突然変異の tau-mutant ハムスター

形態学的解析の結果、1990 年には、SCN には VIP、を報告した 13。さらに、tau-mutant ハムスターの SCN

GRP、バソプレッシン、ソマトスタチン、プロキネチを取り出し、SCN を破壊した 24 時間周期の野生型ホ

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
119ストハムスターに移植すると、20 時間周期で動き始め学の一大プロジェクトであるヒトゲノムプロジェクト

14。この実験により、哺乳類の体内時計も遺伝子にが開始された。これから述べる哺乳類の時計遺伝子規定され、しかも、SCN の遺伝子発現により動いていPer の発見に携わった Yoshiyuki Sakaki, Hajime Tei,

る可能性が高くなった。

Cheng Chi Lee は、いずれもヒトゲノム研究の領域出たならば、哺乳類の体内時計遺伝子を同定しよう、という機運が高まった。1994 年、Joseph Takahashi は、身であった。
筆者がラボを立ち上げた一年後の 1996 年のある日

ショウジョウバエで Benzer らが行ったように、哺乳突然、日本を代表するヒトゲノム研究者の東京大学

類でフォワードジェネティクスを展開しスクリーニン

Yoshiyuki Sakaki、Hajime Tei から、ハエ period のグの結果、Clock 変異体を発見・報告した 15。

ホモログと思われるものに関する共同研究の提案があった。それは面白い。仮に生体リズムと関係があるな

8.

SCN で 10 倍昼夜変動する Per との出会い：
哺乳類とショウジョウバエのリズム研究の結合
阪神・淡路大震災直後の 1995 年春、筆者は神戸大

らば SCN に有るか無いかが鍵になると考え、先に述べた SCN の定量的組織化学の手法を用いて period
ホモログ（後の Per1 遺伝子）の発現を検討した 16。

学医学部に研究室を持つことになった。これまでの記

この period ホモログは、これまで経験したことのな

載により明らかなように、1990 年代初頭には SCN の

い奇妙な遺伝子であった。これまで検索してきた SCN

生理学的、解剖学的研究は一種の飽和点に達していたのペプチドや受容体の遺伝子は、24 時間リズムを刻むが、カギになる時を刻む物質とそのメカニズムは全くものはあるが、せいぜい 2 倍程度の変動であった。とわかっていなかった。当時筆者は、カギになる物質がころがこの period ホモログである Per1 は 10 倍かそあるなら、生体リズムの中枢である SCN にあるに違い

れ以上の変動を示す。すなわち、ピーク時は強く発現ないと考え、これまで疎遠だった分子生物学を取り入するが、反対位相時にはほとんど発現が検出できない

れ、なぜ朝めざめ、夜眠くなるのか、その答えとなる物のである。

質を探し出すことに研究目標を絞った。そのために参この哺乳類 period ホモログは、まさに Hall と加してくれた研究者は、Yasufumi Shigeyoshi, Toru

Rosbash が観察した、ショウジョウバエの視葉におけ

Takumi, Kazuhiro Yagita, Shun Yamaguchi, Satoru

る period と同じように、極めて大きな昼夜変動を示す

Masubuchi であり、各自が得意な研究手法で SCN の遺伝子だったのである 17。2017 年のノーベル賞受賞の研究を開始してくれた。

要因の一つは、period 遺伝子の単離だけでなく、その一方、1990 年より世界中の研究者が参加した生命科昼夜の著明な発現差から考え出された転写・翻訳フィ

図 1 Per1 mRNA のマウス SCN での定量的組織化学法による 24 時間リズムと、光による Per1 の急性誘導
行動リズムの位相を後退させる夜の前半（CT16）に光パルスを与えると、Per1 が強く SCN に誘導される。（B）の光にさらされていない個体に比べると、（A）の光を照射したマウスの Per1 mRNA リズムが次の日に既に後退していることに注目。各点 2 例の平均値を示す。右側に示すのは、CT16 の時、光を 30 分間照射。文献 20 より改変

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)120

ー ド バ ッ ク ル ー プ （ Transcription Translation

ことを発見した（図 1）。通常 Per1 は夜にはほとんど

Feedback Loop: TTFL）、すなわち、時計遺伝子がネガ発現していないが、光を照射すると瞬時に昼の時間帯

ティブ因子として自身の発現を抑制するという生物一と同じレベルに発現することが分かったのである。こ般に共通する振動機構の提唱にある。なんと、彼らがれにより、ショウジョウバエが TIM を介しタンパク質

そのきっかけとなる period の時間特異的な発現を観レベルで、外部環境に対するリズムの同調（リセッテ

察したのも、1988 年のハエ頭部の免疫組織化学の組織ィング）を行うのに対し、哺乳類では Per 自身のイン切片からである 18。

ダクションという急速な遺伝子発現で対応しているこ

この Per1 の成果は、哺乳類もハエも基本は同じ原理で駆動するのではないか、という流れを作った。事実、哺乳類初の時計遺伝子である Clock に相当するハエのとが明らかとなった 20。 しかも、たった一回、短時間の光を照射するだけで、Per1 発現のリズム位相は次の日から動いたのである。

dclock、ハエの cyc に相当する哺乳類の Bmal1、ハエの doubletime に相当する哺乳類 CK1δ, CK1ε が 2－3

年で次々と単離された。哺乳類とハエの時計遺伝子研

10. SCN とおなじ TTFL が全身にある：細胞時計のTTFL

究は相乗的に進むことで、TTFL を構成する哺乳類の遺伝子の発見をきっかけに、生物時計の研究は、全時計遺伝子はすべてそのカウンターパートがハエにもくそれまで予測もされなかった方向に発展することにあることが解明された。時代が動いたのである。このなる。スイスの Ueli Schibler らは、血清刺激で線維芽一連の研究はついにヒトの睡眠覚醒異常の発見に至る。

細胞系の Per1 遺伝子がリズムを刻み始めることを明2001 年の Luis Ptacek と Ying-Hui Fu による FASPS

らかにした 21。この画期的な発見は、リズムが SCN と（家族性睡眠相前進症候群）の患者のゲノム解析より、いう一部の細胞に限局した特殊な現象ではなく、全身

これらヒトの睡眠覚醒異常と TTFL の関係が明らかとの細胞でも、その活動を制御する普扁的な現象である

なった 19。すなわち、1971 年にショウジョウバエのことを示している。最近、Schibler が当時の研究を振

period 変異体から始まった研究は、30 年を経てヒトのり返り、この線維芽細胞における現象の発見のヒント

疾患の原因解明につながったのだ。

となったのは、私たちによる SCN における Per1 遺伝子の急速な光誘導の報告である、と述懐しており 22、

9.

Per1 の光によるインダクション

その意外な影響に驚いている。

SCN には、24 時間のリズムをつくるという機能だ

私たちは、この線維芽細胞系を用いて、時計遺伝子

けではなく、そのリズムを外界の明暗周期に同調させが SCN でも線維芽細胞でも同じ TTFL 機構を用いてるという機能がある。我々が得意とする SCN の定量的リズムを発振していることを明らかにした。この研究

組織化学を用いて Per1 の発現量を解析すると、24 時で、時計遺伝子の形成する TTFL が脳の SCN だけで間の発現リズムだけでなく、夜間に光を照射することなく、その他の約 37 兆個の細胞全てに発現しているにより Per1 が 1 時間以内に急速に SCN に誘導されるということが分かったのである 23。

図 2 (A) Per1–promoter-luciferase トランスジェニックマウス SCN スライスカルチャー シングルセルレベルでの時計発振が、SCN の背側より起こり初め、14 時間後には SCN の中央部の細胞が強く luc を発現し、やがて減弱する。
数字は時間を示す。(B) TTX 投与による細胞間のリズム乖離 個々の SCN 細胞のリズム振幅も減弱する。TTX を除去すると、個々の細胞のリズムの振幅が回復するだけでなく、SCN 全体のロバストなリズムも回復する。
文献 24 より改変

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
12111. 時間を可視化する：SCN の時間の流れ倍増管で検出した 25。不思議なことに、時計細胞の活SCN で Per1 の発現の昼夜差を見た時から、たしか

動はマウスもヒトも全て昼にピークを迎える。昼行性に Per が時計遺伝子として細胞内でリズムを刻むのなと夜行性の差は中枢時計の時刻の差では無く、例えばら、実際に単一細胞レベルで 24 時間リズムを見たい、

朝 6 時なら、その時刻を見て、昼行性動物は起きる時というのが私の願望となった。

間だと知り、夜行性動物は寝る時間だと知る。すなわ

これは、1）スライスカルチャーの技法、2）Per 遺伝
子の発現制御プロモーターの解析、3）ルシフェラーゼ

ち、動物の行動の位相に反映する機構は SCN より下流の脳内にあると考えられる。

の単一細胞での発光を検出できる極微弱光測定、以上三者のテクニックの融合で実現した。現在ではスタン
ダードなテクニックとなったが、顕微鏡下で Per1-

12. SCN の時計と非 SCN 時計の違い
SCN の時計が、ほかの組織の時計と違うことは、

promoter-luciferase transgenic mice（Per1-luc）の培Per1-luc マウスの SCN を生体外に取り出して培養し養 SCN 切片からの微弱光をリズムとして検出するこてみるとすぐに分かる。SCN は、体外に取り出してもとに成功したのは、震災後数年経った神戸でのことで生体内でのリズム位相を保ってリズムを打ち始め、そあった。単一細胞レベルでの 24 時間リズムの可視化

れが数ヶ月でも続く 24。同じ条件で他の組織を培養しに初めて成功したのである 24。

ても、リズム位相は新しい溶液に入れると変位し、リSCN は決まった時刻を全身に出力するが、SCN 内

ズムもまもなく減弱し消失する 26。すなわち、SCN にの細胞の時間位相は全く同じなのだろうか？これを、のみリズムを刻むだけでなく、そのリズムを維持する

私たちは SCN 内の局所回路が保たれたスライスカル

仕組みが備わっていると言える。SCN が発する強力でチャーを用いて調べた。具体的には、単一細胞レベル安定したリズムは、脳幹の自律神経系の神経核群を経で SCN スライスカルチャーの細胞の時間位相を解析て全身組織に張り巡らされた自律神経系に出力されて、した結果、各時計細胞のリズムピーク位相が SCN 内の

全身のリズムを調律する 27。

空間的位置により異なることを明らかにした24。すな

わち、背内側極のニューロン群の興奮は早く、 SCN 本

13. SCN の細胞間結合によるリズムの統合と強化

体のリズムより 4－8 時間先行し、そのリズムが徐々にSCN のみが頑強なリズムを発振し続けるという結中央に移り、最後に腹外側に放散した（図 2A）。従っ

果は、SCN 全体のリズム発振が細胞レベルの TTFL だて、SCN 細胞の時刻位相は、 始めと終わりのものにけによらず、さらにほかの機構が重層して存在するのは、8－12 時間の差がある。しかし、SCN 全体としてではないかということを示唆する。注目したのは、SCN

は、きわめて綺麗な 24 時間リズムを描いたことは注目

内の細胞間の強固なシナプス結合である。この結合をに値する。

切断すればどうなるのか？テトロドトキシン（TTX）

さらに、生きて動いているマウスの Per1 遺伝子のを投与しニューロンの活動電位を止めると、綺麗な発現リズムも、マウスの SCN の直上にプラスチック

SCN の単一細胞レベルのリズムは、突然乱れ始め、振製の光ファイバーを挿入し、その発光リズムを光電子幅が減弱するとともに、リズム位相も様々なものとな

図 3 (A) SCN における cAMP の
24 時間リズム RGS-16 ノック
アウトマウスでは cAMP の日内変動は消失する。
（B）SCN における RGS16 の cAMP シグナリングを介した Per1 転写制御スキーム
SCN-Gene Project で見出された、RGS16 は SCN にのみ発現する遺伝子で、朝から昼にかけて大量に発現する。RGS16 は ccg の一つであり、E-box により TTFL の制
御を受ける。文献 28 より改変

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
122

った（図 2B）24。これは、 SCN 全体として発振される 概 日 リ ズ ム 異 常 性 睡 眠 障 害 （ Circadian rhythm

るリズム（振幅、周期や位相決定）が単一の細胞の発振

sleep disorders）には、SCN の機能異常が深くかかわリズムだけで決まるのでなく、細胞間の相互作用が影っていることを示唆している。

響を及ぼし頑強なリズムを生み出すことを示している。
これは、TTFL を超えた、神経回路レベルでの制御がSCN リズム発振には重要であることを示している。

15. 目覚ましタンパク質 RGS16 は cAMP を介して働く
SCN-Gene Project により見つけた遺伝子の中に、

14. SCN-Gene Project：多様なリズム異常マウスの作
出

SCN に特異的に発現する Clock Controlled Gene である「目覚まし遺伝子」Rgs16 がある 28。一般に、G タ2007 年、筆者は京都大学薬学研究科に研究の場を移

ンパク質は GDP-GTP 交換反応により活性型となり、し た 。 そ こ に 参 加 し て く れ た の は 、 Masao Doi ，

自身の GTPase 活性により不活性型となるが、近年こYoshiaki Yamaguchi，Jean-Michel Fustin で、SCN のの GTPase 活性を制御する一群の RGS（Regulator of回路の解析から各種疾患に及ぼす生体リズムの研究に

G-protein signaling）の存在が注目されている。

取り組んでくれた。

この仕組みを簡単に説明すると、SCN の細胞は、夜まず、SCN の回路制御に重要なファクターを探すこ

明け前、細胞内の TTFL のポジティブ因子であるとにした。具体的に何がリズム形成に関与するのかを

CLOCK/BMAL1 ヘテロダイマーの刺激で Rgs16 を発検索するため各種薬剤投与を行ったところ、百日咳毒

現させ、Gi/o を不活性化する。それにより Gi/o に抑制素（PTX）投与を行った群において、TTX とほぼ同じされていた Adenylate cyclase が活性化し cAMP 産生効果を認めた 28。これは、SCN 各細胞リズムの形成にが増大し、活性化 CREB が核内で時計遺伝子 Per1 プ

Gi/o タンパク質を介するシグナル伝達が重要であるこロモーターの CRE 部位に結合し、時計遺伝子を誘導とを示している。

し、細胞の時間を早める。実際、Rgs16 をノックアウ

さらに、私たちは SCN の神経回路を物質的に網羅的トすると朝の cAMP 増大および CRE シグナル伝達はに解析するプロジェクト(SCN-Gene Project：SCN に

消失し、SCN の Per の立ち上がりのリズムは遅れてし特異的に発現する遺伝子を網羅的に組織化学で同定し、まう（図 3）28。

リズムに及ぼす影響をノックアウトマウスで検出す

SCN が多くのヘテロな細胞集団からなることは、ペを進めた 29。興味深いことに、このプロジェクトでプチドニューロンの分布の違いや神経入力の有無など作製した遺伝子改変マウスでは、リズム周期異常、睡の研究からよく知られているが、これら細胞間の相互眠相後退症候群（DSPS）、光感受性異常、時差症候群

カップリングの実体解明については未だ研究途上であの異常など、様々なタイプの睡眠覚醒リズム異常が極る。最近、一連の AAV ベクターを用いた SCN スライ

めて高率で発現することが分かった。これらの遺伝子

スカルチャーの研究が英国の Hastings グループによは時計遺伝子のように末梢臓器にも普遍的に見られるって進められている 30。これらの努力により、SCN のものでなく、SCN に特異的に発現し、その機能に関わ独自性の謎の一端は解明されるであろう。

る)っているものであった。この結果は、近年急増してい図 4 光による低分子量 G タンパク質 Gem の誘導 （A)GEM は VDCCの活動を直接抑制し、カルシウムイ
オンの流入を抑制する。
（ B ） CT14 に お け る 光 パ ル ス はGem を誘導する。
（C）ホールセルパ
ッチクランプ法による SCN 細胞のCa2+ 電流 Gem ノックアウトマウス（Gem-/-）では、膜電位付近の Ca2+
電流が、野生型マウス（Gem+/+)に比
べて、優位に増大していた。文献 31より改変

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
12316. 光で SCN に誘導される低分子量 G タンパク質は

これは、齧歯類の SCN では想定されていなかった現象

VDCC からのカルシウムイオンの流入を直接抑制である。現在もまだ、SCN と昼行性・夜行性の関係、する

睡眠覚醒との関係も、神経回路のレベルでも、分子レ

SCN 内の回路だけでは、SCN のリズム発振や同調ベルでもはっきりとは分かっていない。SCN は脳内での機構の全貌は解明できない。光同調に関しては、光もとりわけ小さな神経核だが、いまだ多くの謎が残さ照射により immediate early gene （IEG）である c-

れており目が離せない。

Fos や c-Jun が急速（1 時間以内）に、網膜視床下部路の入力を受け VIP 細胞などが分布する SCN 腹側部の細胞に誘導されることが、1990 年のはじめを賑わせた
重要なトピックであった。
最近、筆者らは、もう一度生体レベルに戻って、SCNの機能を振り返ろうとしている。Keiko Tominaga との参考文献
1

Klein ， D.C., Moore, R.Y., & Reppert, S.M.

共同研究を通して、IEG の一つである低分子量 G タン

Suprachiasmatic nucleus (Oxford University

パク質である GEM が、光により、腹側部の SCN で誘Press, 1991).

導され、GEM タンパク質自身が直接、電位依存性カル2

シウムチャネル（VDCC）に働きかけ、カルシウム電流を減少させることを明らかにした（図 4）31。

岡村均 時計遺伝子体

3

からだの中の「時間」の正（講談社ブルーバックス, 2022）.

Schwartz, W.J. & Daan, S. Origins: A brief

眼球に入る光情報は網膜で受容され、視神経を介し

account of the ancestry of circadian biology. inて SCN に到達する。この時、光情報は神経終末からのBiological Timekeeping: Clocks, Rhythms andグルタミン酸の放出に変換され、SCN のグルタミン酸

Behaviour (ed Kumar V) Ch.1, 3-22 (Springer,受容体を活性化する。夜間、時計細胞はこの光刺激を

2017).

受けて興奮し、VDCC が開き、細胞外からカルシウム

4

Stephan, F.K. & Zucker, I. Circadian rhythms

イオンが細胞内に流入する。このシグナルは、核内のin drinking behavior and locomotor activity of

クロマチンリモデリング、CREB のリン酸化により

rats are eliminated by hypothalamic lesions.

CRE の活性化、時計遺伝子 Per の転写促進へとつながProc. Natl. Acad. Sci. USA. 69, 1583-1586

り、最終的に体内時計の位相を変位させる。SCN を活(1972).

性化する光シグナルは同時に、Gem の発現も促進し、

5

Moore, R.Y. & Eichler, V.B. Loss of circadian

生成した GEM が VDCC の抑制因子となってカルシウ

adrenal

ムイオンの流入を抑制する。これにより、過剰な体内suprachiasmatic nucleus lesion in the rat.

時計の位相変位が防止されるというわけだ。この GEM

Brain Res. 42, 201-6 (1972).

による制御機構が、光によるリズムの位相変位が約 3

6

corticosterone

rhythmfollowing

Moore, R.Y. & Lenn, N.J. A retinohypothalamic
projection in the rat. J. Comp. Neurol. 146, 1-

時間と限界がある理由の一つとなりうると考えている。

14 (1972).
7

17. おわりに

Ibuka, N. & Kawamura, H. Loss of circadian

SCN を SCN たらしめているものは何か？SCN は通rhythm in sleep-wakefulness cycle in the rat by

常の脳の神経核と同様、ニューロン、グリア、そして毛

suprachiasmatic nucleus lesions. Brain Res. 96,

細血管から構成される。SCN のニューロンは小型で76-81 (1975).

（脳内で最も小さい細胞の一つ）、片側で約 1 万個が密8Schwartz, W.J. & Gainer, H. Suprachiasmaticに詰まっている（脳内で最も密な神経核の一つ）。それ

nucleus: use of 14C-labeled deoxyglucose uptake

らは、同じ神経核内の隣接するニューロンとの相互に

as a functional marker. Science 197, 1089-1091

強固なシナプス結合により局所回路を形成する。また、(1977).

各々のニューロンは、周囲の大部分を薄いグリア細胞

Inouye, S.T. & Kawamura, H. Persistence of
circadianの突起で覆われている。
もう 30 年前に なるが、Dale Edgar と William
Dement は、昼行性霊長類であるリスザルの SCN を破壊すると、覚醒時間が減少することを発見した

932。

rhythmicity

hypothalamicin"island"a

mammalian

containingthesuprachiasmatic nucleus. Proc. Natl. Acad. Sci.

USA. 76, 5962-5966 (1979).

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
124

10

Takahashi, Y. et al. Vasoactive intestinal

21

peptide immunoreactive neurons in the rat

serum shock induces circadian gene expression
in mammalian tissue culture cells. Cell 93, 929-

suprachiasmatic nucleus demonstrate diurnal
variation. Brain Res. 497, 374-377 (1989).
11937 (1998).

Okamura, H. et al. Circadian change of VIP

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特集「視交叉上核発見から 50 年」

ファブ・ファイブ論文からの視交叉上核研究展開中村 渉 1,✉，高須 奈々1，中村 孝博 2
1 長崎大学大学院 医歯薬学総合研究科 加齢口腔生理学分野、2 明治大学 農学部 動物生理学研究室
今年 2022 年は哺乳類におけるサーカディアンペースメーカーとして視交叉上核が同定されてから 50
年の節目にあたる。著者は視交叉上核発見 25 周年の 1997 年に、培養視交叉上核組織から生理機能活性のサーカディアンリズムを記録する手法の手ほどきを受けて時間生物学研究を開始した。はからずもその年は哺乳類の時計遺伝子フェーズ元年にあたり、時計遺伝子のクローニングに関する論文が国内外から相次いで公開された。当時、新規クローニングされた遺伝子が視交叉上核で強く発現していることが時計遺伝子として認識される必要条件となっていったことは、すでに時計中枢としての視交叉上核が確立されていたことを示している。本稿では、著者が視交叉上核研究に出会う以前に公表された 5 編の論文（ファブ・ファイブ論文： Fabulous Five Papers）を提示し、ポスト時計遺伝子世代の立場から、視交叉上核研究の展開について概説する。
1.

A Functional Analysis of Circadian Pacemakers

して、哺乳類のサーカディアンペースメーカーの実体

in Nocturnal Rodents. (1976) 1-5が同定された年代に公表されたこれらの論文を挙げる

1976 年に Journal of Comparative Physiology 誌
106 巻 3 号に掲載された 5 編の論文 1-5 は総ページ数

ことにする。一連の論文では、4 系統の夜行性齧歯類；

M.auratus（ハムスター）、P.leucopus（シロアシネズ

133 頁に及ぶ。Pittendrigh と Daan によって書かれた

ミ）、M.musculus（ハツカネズミ）、P.maniculatus（シこの名著に対して、本稿著者の独断によりポップなカネズミ）をモデル動物に用い、輪回し行動リズムを“ファブ・ファイブ論文” に選定することはあまりにも指標として比較生理学的観点からサーカディアンリズ

おこがましい。しかしながら、本稿における「原点」とムの機能解析をおこなっている。解析パラメーターは

図１ 夜行性げっ歯類（4系統）のサーカディアンペ
ースメーカー機能特性（左）恒常暗環境下における輪回し行動リズムの自由継続周期分布をヒスト
グラム表示している。○は系統内平均周期を示す。
（右）輪回し行動リズムの15 分光パルスに対する位相反応曲線。
文献 1,2 より引用

✉wataru_nakamura@nagasaki-u.ac.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
126

恒常環境下における自由継続周期と単発光パルスに対する位相反応性である（図１）。輪回し行動リズムの長期安定記録の特性を活用し、恒常暗（明）、重水投与、
光照度、履歴効果、加齢等の要素を比較検討して“サーカディアンペースメーカー”の機能を見事に体系づけた。この論文で記述される“pacemaker”の実体は明らかにされていない。しかし、一連の論文を総括する最終 章 「 V. Pacemaker Structure: A Clock for All
Seasons」5 のなかで “The recent work6-8 leaves little
doubt that our pacemaker is neural and probably
located in the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the
hypothalamus.” の記述がある。本稿著者自身が視交
叉上核研究を開始した 1997 年にはすでに公表されていたこれらの論文は、その後の研究において視交叉上核に関する論文をまとめるたびに読み返し、その都度目からうろこが落ちるような発見がある。本来、実験計画時点で想定しておくべきであろうが、実際に得られた実験データをもとに論文を読み返すことで解釈が深まるということは、自身の視交叉上核研究の「原点」であり「原典」と呼ぶにふさわしいといえる。
2.

Nucleus Suprachiasmaticus: The Biological
Clock in the Hamster? (1976) 9
視交叉上核の実験的破壊により、輪回し行動と飲水

行動 6、副腎コルチコステロン含有量 7、松果体セロト
ニン N-アセチルトランスフェラーゼ活性 8、睡眠-覚醒
リズム 10、摂食タイミング 11 等、様々な動物個体生理機能のサーカディアンリズムが消失することが報告された。とりわけ目を引くのが視交叉上核の学名（ラテン語名）を冠したこの論文 9 である。
Stetson と WatsonWhitmyre は論文の冒頭で、ハムスターにおいてよく研究されているサーカディアンリズムとして、輪回し
行動・発情周期・光周性の三つの事象を挙げている。論文のタイトルが、「視交叉上核：ハムスターの生物時計なのか？」と疑問符がついており断定的ではないことも興味深い。実験的破壊によりこれらの周期性が消失することをもって視交叉上核=生物時計といってよい
ものか注意深く考察を加えている。それでは、そもそ
もげっ歯類では通常 4 日間周期である発情周期が「サーカディアンリズム」であるとはどういうことだろうか。雌性げっ歯類の場合、発情周期は排卵周期と一致しており、卵胞の成熟とそれに応じたエストロゲン濃度の上昇が視床下部-下垂体-性腺（卵巣）-軸の制御に
より排卵前黄体化ホルモン（LH）のサージ状分泌を引き起こし、4 日間の排卵周期をもたらす。Everett とSawyer は 5:00-19:00 明期/19:00-5:00 暗期の 14 時間：

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
127

図 2 排卵を引き起こすクリティカルな「時間窓」（A）4 日性周期を示すラット卵胞の模式図。くり通常 LH サ
ージ状分泌の時間、排卵（OV）の時間は規定されている。
（B）特定時刻のネンブタール（NBTL）処置により、その日の排卵はスキップし、翌日に持ち越される。
（C）特定時間帯（時間窓）前後に連日 NBTL 処置をおこな
うことにより、排卵は生じず閉鎖卵胞となる。
文献 13 より引用

10 時間明暗サイクルで飼育した雌性ラットに対して発情前期の 14:00 にネンブタールを投与することにより、続く真夜中に排卵がなされず翌日も発情前期が継続することを明らかにした（図 2）。一方、16:00 に同様の処置を行った場合、同夜間に排卵が生じており、排卵を引き起こすためにクリティカルな「時間窓」のコンセプトを提唱している 13。さらに Sawyer らは卵巣摘出を施術した雌性ハムスターにエストロゲンカプ
セルを埋入し血中濃度を高値に保った場合、連続して3 日間毎日 15:00 に LH サージ状分泌が生じることを報告した。これらの結果は、性周期は卵胞成熟により十分なエストロゲン濃度に達するために必要な絶対時間（＞96 時間）で規定されると共に、生物学的な１日の時刻依存的な「タイミングシグナル」が排卵前 LH サ
ージ状分泌をトリガーしていることを示している 14。
また Fitzgerald と Zucker は、恒常薄明下における雌ハムスターは、輪回し行動の自由継続周期が延長するのに伴い、発情周期は輪回し行動開始位相と一定の位相角差を維持しながらサーカディアン Day ×４サイク
ル（＞96 時間）の周期性を示すことを報告した。この
発情行動開始と輪回し行動との位相角差は、飲水中の重水投与により自由継続周期を延長させた場合も維持されており、複数のサーカディアン振動体による共役制御が示唆される 15。光周性動物である雌性ハムスタ

ーは、恒常暗環境下で光感受性位相に光入力が得られ側に局在する LH-RH 含有神経細胞の活動亢進が明らない場合、性周期が消退し膣上皮組織像は発情休止期

かになった 21。これらを統合して考察すると、輪回しに固定される。一方、視交叉上核破壊による性周期消行動の E 要素と M 要素とをそれぞれ駆動するペース

退後の膣上皮組織像は角化上皮細胞が顕著な発情期にメーカー、HPG-axis 「時間窓」位相をセットする振動固定された。この論文では 9、さらなる検証が必要であ

体、そして「タイミングシグナル」を出力する振動体、ると断った上で、視交叉上核はハムスターの「生物時いずれの機能的振動体は片側単一の視交叉上核に内包計」であると結論している。

されていると考えられる 18。行動リズム Splitting の二つの行動要素が反対位相で安定するまでには、E 要素

3.

Multiple Circadian Oscillators Regulate theと M 要素とが乖離していく移行期間が認められる。移Timing of Behavioral and Endocrine Rhythms

行期間中に左右の視交叉上核はそれぞれ E 要素と M

in Female Golden Hamsters (1985)

要素との位相関係に同調して再構成され、特定の位相

16

雌性げっ歯類におけるサーカディアンペースメーカ

関係で安定する 5。実験的な恒常明条件下とはいえ、左、輪回し行動、そして性周期を関係づー（視交叉上核）

右一対の神経核が交互に活性化し、それぞれが生体レ

けるうえでユニークな実験結果を提示するのがこの論ベルで生理機能を制御する、あまりにも美しい事象と文である。Swann と Turek は雌性ハムスターを長期間いえよう 16。

恒常明環境下におき輪回し行動が反対位相で二度生じる “Split”した状態にあるとき、LH サージも 1 日に二4.

Aging alters the circadian rhythm of glucose

度起きる Split Surge を呈することを報告した 16。これ

utilization in the suprachiasmatic nucleus

以前に Turek らは輪回し行動 Splitting ハムスターの(1988) 22

片側視交叉上核を破壊することによって、一方の輪回

HPG-axis の性周期制御に視交叉上核
前述のとおり、し行動リズム構成要素が消失し、単相行動リズムに収の神経性タイミングシグナルが不可欠であることがわla

かっていた。Wise らは雌性ラットにおいて中年期閉経

Iglesia らは行動 Splitting 時の視交叉上核冠状断組織への移行期間に生じがちな性周期不整が、加齢にとも切片を作成して時計遺伝子の発現を検証したところ、なう視交叉上核の機能変容に起因している可能性につ

左右の視交叉上核に偏在する概日リズムを明示した 18。

いて検証した 22。14 時間：10 時間明暗サイクル下（明行動リズムの Splitting 現象はサーカディアンペース

期 4:00-18:00）で飼育した雌性ラット若齢群（3-4 カ月

束することを明らかにしていた17 。さらに、deメーカーを構成する Evening (E) 振動体と Morning

齢）と中年群（12-14 カ月齢）の LH サージを比較する(M) 振動体との相互共役で説明される 5。ややもするとと、若齢群では 17:00-19:00 付近に平時の 10 倍に達す

左右の視交叉上核がそれぞれＥ振動体とＭ振動体である LH サージが確認できるのに対し、中年群では 17:00

るとの結論に至るかもしれないが、そうではなかった。

に有意な血中濃度の増加が認められるものの上昇レベ

本稿著者らはラット新生仔の視交叉上核冠状断組織切

ルは約 2 倍程度にとどまっていた。この経過における片を多電極培養皿上で培養し、電極上に載った複数の視交叉上核の活動性を、放射性ラベルしたグルコース

神経細胞から同時に連続的に神経発火頻度のサーカデ取り込みを指標に検証すると、視交叉上核背側（SCN-ィアンリズムを記録した。その観察において、左右のD）および腹側（SCN-V）における神経活動リズム位相

視交叉上核では大半の神経細胞が同期したサーカディに変容がみられ、加齢に伴い視交叉上核全体として日アンリズムを発出する一方、同側の神経核内でも反対

内リズム振幅の低下がみとめられた。我々は視交叉上位相の発火リズムを示す神経細胞が存在することを見

核神経活動の加齢に伴う機能変容を検証するため、輪出した 19。また、Davis と Gorski は、片側視交叉上核

回し行動の同時測定が可能なマウスを対象にして inをあらかじめ実験的に破壊したハムスターでも行動リ

vivo multi-unit neural activity (MUA) 記録法を適用

ズムの E 要素と M 要素の乖離が生じることを報告しした。視交叉上核研究の歴史的観点からみると、in vivoて い る 20 。 de la Iglesia ら の 続 報 は 行 動 リ ズ ム

MUA 記録法は Inouye と Kawamura がラット視交叉

Splitting と Split LH サージの関係性を明確に示した。

上核のサーカディアンリズムを記録した卓越した手法

行動リズム Splitting 雌性ハムスターにおいて、視交叉である 23。視交叉上核の自律振動性とペースメーカー

上核および LH 分泌を制御する性腺刺激ホルモン放出

出力機能を証明するために、in vivo 記録に加え島状隔ホルモン（LH-RH）含有神経細胞の興奮性を組織学的離手術を行っている点は特筆すべきである。Yamazakiに検証したところ、視交叉上核の片側活動性と共に同らは in vivo MUA 記録法をハムスターに適用し視交叉

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)128

図３ 環境周期（T）の最適化による中年期 Cry
KO 雌性マウスの不妊症改善
通常の飼育環境下において、中年期 Cry1 KO 雌性マウス（上段左）、または Cry2 KO 雌性マウス（上段右）は、発情期に一致する輪回し行動の亢進が不整または消失していた。環境明暗周期（T）
をマウスの内因性周期（τ）に調和させることにより、発情期（★）の周期性が安定化し、不妊症は改善された（下段）。文献 30 より引用

上核と外部神経核領域とのリズム位相関係を解析した提唱者である Sawyer 博士によって入念に査読されたが 24、当時、本命の標的領域は LHRH 含有神経細胞がであろうことが伺える。

散在する内側視索前野であったとのことである。研究
プロジェクトは違えども、視交叉上核を対象とした知見はどこかで必ず関連が見いだされるものである。In5.

A Mutation of the Circadian System in Golden
Hamsters. (1988) 27

vivo MUA 記録法は視交叉上核内のリズム位相局在を

tau ミュータントハムスターは哺乳類で得られた最比較するだけの空間解像度はないものの加齢に伴う機初のサーカディアンリズム変異体である。ミュータジ

能変容に注目すると、若齢雄性マウス（4 カ月齢）では

ェネシス法で人為的に変異を起こしたショウジョウバ

昼夜差のメリハリがはっきりとした高振幅のリズム変エの per 変異体と異なり、実験動物納入業者からリズ動を示すのに対し、中年雄性マウス（15 カ月齢）では、

ム研究用に購入された動物の中に見出された。サーカ

単位時間当たりの神経発火頻度にばらつきが大きく、ディアンリズム周期（tau: τ）が 22 時間と短いことか

視交叉上核としてのリズム振幅は低下することを明ら

ら、通常消灯時刻と共に活動期を開始する野生型ハム25。さらに発光レポーターイメージングによ

スターと比較して、明期のうちに活動が活発になる。

かにしたり、中年雄性マウス視交叉上核組織切片を観察すると、

著者の拙い研究経験からすると、活動期に入ったげっ細胞レベル振動体間相互のリズム位相角差が不安定に歯類の取扱いは難しく、しっぽが短いハムスターは単なっており、視交叉上核総体としてのリズム振幅が減に保持するだけで困難を極める。勝手な想像であるが、衰していくことが明らかになった 26。Wise らの論文で

Menaker Lab.に動物が届き、その日の夕方に大学院生議論されていた LH サージに必須となる視交叉上核かRalph が飼育ケージに移そうとした時点で、この奇跡

らのタイミングシグナルは、数時間の時間窓位相に到のようなリズム変異体は見出されたのかもしれない。

達する必要がある。つまり、中年期に生じる視交叉上tau ミュータントハムスターの発見による視交叉上核核の機能変容は、タイミングシグナル位相と時間窓位研究の発展への貢献は枚挙にいとまがない。なかでも相にずれを生じやすく、結果として性周期不整を招来

ミュータジェネシス法によるマウスサーカディアンリ

するのではないだろうか。この論文 22 はコンセプトのズム変異体の大規模スクリーニング 28 には、リズム特

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
129性として輪回し行動リズムの自由継続周期が大変有効
で あ る こ と を 示 し て い る 。 一 方 、 Shimomura とMenaker はホモ接合体（τss； τ＝20 時間）の光反応性について詳細な行動解析を行い、ユニークな同調特性を明らかにしている 29。当時、tau ミュータントハム

Aschoff 先生の言葉「to do the right thing at the righttime.」32 は、当時から視交叉上核の本質的な位相設定機能を予見している。今後は将来展望豊かな論文を目指し、視交叉上核の生理的時間制御機構の全容解明に貢献していきたい。

スターの系統維持のために、確実な遺伝型判定は個体行動の自由継続周期しか方法がなかったと推測される。
ここでもサーカディアンリズムと性周期、そして光周

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1

Analysis of Circadian Pacemakers in Nocturnal

性のすべてに精通した Menakar Lab.の特性が最大限

Rodents.

に発揮された。τss は通常 24 時間周期の明暗サイクル

ペアを L/D＝11.7 時間/8.3 時間の長日条件で飼育するを聞いたときには思わず感嘆してしまった。しばらく

2は Cry2 KO マウス（τcry2 KO: 24.3 ± 0.2 時間）が、通常

は τss ハムスターの繁殖ストラテジーである。中年期

イクル下で、Cry2 KO 雌マウスを L/D＝12.25 時間

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Daan, S. & Pittendrigh, C.S. II. The variability

Pacemaker as clock. J. Comp. Physiol. A 103,

により、性周期不整は劇的に改善し、交配により妊娠おわりに
視交叉上核発見 50 周年にあたり、シルバーアニバー
サリー後世代（ポスト時計遺伝子世代）の筆者は、本来であれば十分に蓄積された知見を踏まえて研究を発展させていくべき立場にある。しかしながら得てして論文検索を主体とするディスカッションは懐古的な記述に偏りがちで、過去の偉大な論文に記述されている範疇を超えることができない。比べることもおこがまし
いが、本稿の最初に紹介した 5 編の論文におけるCircadian Pacemakers に関する記述は将来展望が満載されており、後の半世紀に及ぶ視交叉上核研究を明ofComp. Physiol. A 103, 267-290 (1976).

/12.25 時間の 24.5 時間明暗サイクル下で飼育することが成立することを確認した（図 3）30。

lability

and constant light: Homeostasis of frequency? J.

（8-12 ヶ月齢）に性周期不整を呈した Cry1 KO 雌マ
ウスを L/D＝11.25 時間/11.25 時間の 22.5 時間明暗サ

and103, 253-266 (1976).
3十分に繁殖可能な中年期（8-12 ヶ月齢）に不妊症を呈することを見出した。この時、真っ先に思い出したのstabilityof phase response curves. J. Comp. Physiol. A

後に、我々は、ホモ接合体同士の繁殖ペアで維持していた Cry1 KO マウス（τcry1 KO: 22.4 ± 0.3 時間）
、また

The

223-252 (1976).

ことで安定した繁殖効率を得ていた。個人的な感想で恐縮だが、Virginia 大学でこの動物繁殖ストラテジー

I.

spontaneous frequency. J. Comp. Physiol. A 103,

（L/D＝14 時間/10 時間）に同調することができない。
そこで Virginia 大学の動物舎では常時 τss 同士の繁殖

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27 Ralph, M.R. & Menaker, M. A Mutation of theunilateral lesions of the suprachiasmatic nuclei.

Circadian System in Golden Hamsters. Science

Science 215, 1119-1121 (1982).

241, 1225-1227 (1988).

18 de la Iglesia, H.O., Meyer, J., Carpino, A.Jr. &28 Vitaterna, M.H. et al. Mutagenesis and mapping

Schwartz, W.J. Antiphase oscillation of the leftof a mouse gene, Clock, essential for circadianand right suprachiasmatic nuclei. Science 290,

behavior. Science 264, 719-725 (1994).

799-801 (2000).

29 Shimomura, K. & Menaker, M. Light-induced

19 Nakamura, W., Honma, S., Shirakawa, T. &Honma, K. Regional pacemakers composed ofmultiple

oscillator

neurons

in

the

rat

suprachiasmatic nucleus. Eur. J. Neurosci. 14,
666-674 (2001).
20 Davis, F.C. & Gorski, R.A. Unilateral lesions ofphase shifts in tau mutant hamsters. J. Biol.

Rhythms 9, 97-110 (1994).

30 Takasu, N.N. et al. Recovery from Age-RelatedInfertility under Environmental Light-Dark
Cycles Adjusted to the Intrinsic Circadian Period.

Cell Rep. 12, 1407-1413 (2015).

the hamster suprachiasmatic nuclei: evidence

31 Pittendrigh, C.S. The photoperiodic phenomena:

for redundant control of circadian rhythms. J.

seasonal modulation of the "day within". J Biol

21 de la Iglesia, H.O., Meyer, J. & Schwartz, W.J.

32 Aschoff, J. Circadian rhythms in man. Science

Comp. Physiol. A 154, 221–232 (1984).

Lateralization of circadian pacemaker output:
Activation of left- and right-sided luteinizing

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
131

Rhythms 3, 173-188 (1988).

148, 1427-1432 (1965).

関連学会参加記

2022 年 EBRS 体験記@チューリッヒ（スイス）
李 若詩✉
筑波大学大学院 人間総合科学研究群 医学学位プログラム 櫻井・平野研究室
筑波大学大学院人間総合科学研究群医学学位プログ

験手法などサイエンスのセッションもありましたが、各国のラム博士課程 3 年、櫻井・平野研究室所属の李です。新

研究状況の紹介の様な学生や若手研究者が気になる役

型コロナウイルス感染症流行のため、博士課程で海外の立つ情報を提供するセッションや、国際的にも問題にな学会に参加するのは 2022 年スイスのチューリッヒで開催っている博士学生のメンタルヘルスに関するセッションもされた European Biological Rhythms Society の学会ありました。参加者たちも楽しく Trainee Day に参加し、が初めてとなります。学生の間に国際学会に参加したい

活発に討論と交流をしておりました。

と考えておりましたが、学会参加申請時、大学の方針によTrainee Day が終わった夕方より本学会が始まりましり学生の海外渡航が制限されていたため、学会の直前また。学会自体は 5 日間に渡り開催されました。分子生物で参加できるか不明な状況で、最終的に参加できたこと的機構から、臨床的応用まで、幅広いトピックのシンポジ

は本当に幸いだと感じております。今回の学会は本来ウムがありました。今回の学会では、日本時間生物学会

2021 年の開催予定でしたが、パンデミックのため、2022のメンバーが発表する特別なシンポジウムもあり、八木田

年に延期されました。去年は Trainee Day のみオンライ

先生、土居先生、吉種先生など有名な先生方とともに自ンで開催されました。その Trainee Day に参加したところ、分の研究について 15 分間紹介する時間を与えていただ

サイエンスだけでなく、キャリアや学習方法など様々な講き、大変貴重で有意義な経験をすることができました。シ

演を聞くことができ、来年もぜひ学会とともに参加したいとンポジウムでの発表は初めてだったのですが、会場が穏感じ、さらには Trainee Day のオーガナイザーにも加入

やかな雰囲気だったためか、案外緊張することなく発表することになりました。Trainee Day のオーガナイザーはをすることができ、多くの方より質問やアドバイスをいただ

各国の学生や若手研究者で作成されており、Trainee

けました。シンポジウム以外にも、ポスター発表も行いましDay の実行や運営に関わっております。

た。有名な先生方が自分のポスターまでいらっしゃり、30

学会期間中、他の学生との交流と経費節約のため、学分間に渡って研究内容について熱く語り合い、自分では会が提供したルームシェアシステムを利用して、トルコの気づかなかったデータの特徴や新たな解析の手法など

博士課程の学生と同じ部屋に泊まりました。お互い初対をアドバイスしていただきました。

面でしたが、自然と会話が進みました。

今回の学会では毎日イベントが何かしらあり、研究以

Trainee Day の当日、私はオーガナイザーであったた
め、自分が担当するセッションの座長と他セッションの手伝いを行いました。昼休みの時間には交流タイムがあり、ランチの後、参加者は同じテーブルにいる 4～6 人の人と会話し、5 分毎に違うテーブルに移動して新しい人と話すイベントを行いました。最初は皆緊張しておりましたが、徐々に空気が和み、みんな楽しく会話しておりました。座長と手伝い以外の時間は講演に参加することができました。本学会とは異なり、Trainee Day はだいぶリラックスした雰囲気で、講演者の先生方が自由な形式で様々なトピックについて話してくださいました。先生方がクイズを出し、参加者が答えるという形式の講演や、数名の先生方が集まって参加者と語り合うディスカッション形式のセッションもありました。もちろん、データ解析手法、時間生物の実

2022 EBRS Trainee Day オーガナイザー。下段右端は著者で、下段左端が大会長でもある Steven Brown 先生。

✉s2030405@s.tsukuba.ac.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
132

たり、大学の許可が下りなかったり、参加をためらうようなこともありましたが、実際参加したところ、想像よりもより大きな収穫がたくさんありました。私の発表を熱心に聞いてくださった方より貴重な指摘をたくさんいただきました。自分の限られた知識や能力では到底気づけなかったような
ことにはっと気づかされたことが、この 5 日間だけでも何度もありました。たったの 10 分の会話が新たな可能性を見出すきっかけとなり、次々とアイディアが湧いてきました。
EBRS 夕食会（Züri Gastro）

そして、何より、多くの国々の研究者と会って語り合うこと

外でもチューリッヒや交流を楽しむ機会がありました。学ができました。毎日学会後に知りあったばかりの様々な国

会 2 日目のタンゴショーではみんなが長いテーブルを囲の参加者でおいしいごはんを食べ、研究、生活、将来のってスイスの涼しい夕方の風にあたりながら食事し、南米話をしたのが何よりの思い出です。学会自体はたったのの伝統的 なタ ンゴを鑑 賞しました。3 日目は Steven

5 日間でしたが、その間に新たにできた友人とはその後もBrown 先生の研究室のメンバーが案内するスイスのつながっており、お互いの研究について議論したり、実験

様々な人気なレストランで、それぞれの参加者が興味のに関してアドバイスしあったり、今後の学会で会ったときもあるレストランで夕食を楽しむイベント（Züri Gastro）があまた懐かしく語り合うことになると思います。

りました。4 日目の午後は丸々ツアータイムとなっており、この貴重な経験をするサポートとなってくださった研究

ハイキング、湖クルーズ、チョコレート作りやチューリッヒの室の先生方、PCR 検査やフライトなど現地で色々お世話

街ツアーなど豊富な企画の中から選べるようになっておりになった一緒に日本より学会に参加した方々、また今回ました。私はチューリッヒ湖のクルーズに参加し、3 時間暖の学会の運営に携わっていた方々には深く感謝しており

かい太陽にあたりながらチューリッヒのきれいなヨーロッパます。

風の建築や湖の風景を眺めながら過ごしました。その後

この集いに参加させていただき、私は多くの話を聞はチューリッヒ街ツアーに参加し、街の歴史や特徴につくことができました。この素敵な経験は今後の研究やいて勉強しました。

生活に良い影響をもたらしてくれると思います。

今回の学会参加は、世界情勢のため航空券が高かっ

EBRS 2022 Congress 参加者集合写真

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)133

関連学会参加記

生物リズムに関する札幌シンポジウム 2022 参加して
田母神 さくら✉富山大学 理工学教育部
8 月 12 日から 14 日まで北海道札幌市で行われた話を聞いて、概日時計と病気の関連性を解明や、概日時

生物リズムに関する札幌シンポジウム 2022 に参加し計研究成果が実際にヒトへ応用することのリアリティが増てきました。私はこれまで、コロナウイルスの影響かしました。社会に貢献できるまでの道筋は決して簡単で

ら、ハイブリッド形式の学会しか参加したことがありはありませんが、目標が明確になりました。

ませんでした。今回のシンポジウムは初めてのオンサ

ポスター発表では、つたない発表であるにもかかわらイトでの開催だったので、現地で行われるシンポジウ

ず、多くの先生方に聞いていただき、貴重なアドバイスやムはどのようなものであるか楽しみにしておりましご意見をいただきました。議論の中で、答えられない質問た。また、私にとって、初めての英語によるシンポジが多々あり、自分の知識のなさと至らなさを痛感するばか

ウムの拝聴、初めてのポスター発表、そして初めてのりでした。以前、研究室での研究発表の練習の際に、先北海道と初めての経験が詰め込まれた 3 日間でした。

生が「研究発表の質疑応答では、自分の研究のディフェ

北海道に着いて、はじめにその涼しさに驚きました。

ンスができないといけない」とおっしゃられていたのです

富山県の夏は、最高気温が 35℃超える日も珍しくあが、当時の私はあまりピンと来ていませんでした。今回のりません。飛行機に乗る前は汗だくだったにもかかわ発表を通して、研究発表におけるディフェンスがどのようらず、新千歳空港に到着すると気温は 22℃しかなくなものであるかとその重要性についての理解が進んだよ（この日は特に寒かったそうです）、あまりの寒さにうに思いました。次回の発表では、もう少しディフェンスが体がついていけませんでした。

できるように、関連する先行研究への理解を深め、精進し

札幌シンポジウムでは、5 つのシンポジウムと 6 つのレクます。また、非常に幸運なことに Carl Johnson 先生にチャーが行われました。今年の受賞者の Amita Shegal

英語で発表することもできました。カタコトの英語にもかか先生の講演は残念ながら直接お聞きすることができず、わらず、最後までにこやかに聞いてくださりました。忘れらオンラインでの講演でした。時間生物学の分野の第一線れない思い出になるとともに、英語がもっと話せるようになで活躍される先生のお話を聞くことができ、よい刺激を受りたいと強く感じ、英語学習へのモチベーションが強烈にけました。ほかのどのお話も素晴らしいものばかりでした。

高まりました。

個人的には、病気と概日リズムの関係を扱った研究が記

今回のシンポジウムを通して、様々な研究に触れ、自憶に残っています。1 つは八木田和弘先生の概日時計と分の視野をより広げて研究を考えることの大切さを感じま

非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）、慢性腎臓病した。普段、自分の研究分野に近いところにばかり注目し（CKD）に関する研究です。マウスを通常の光条件下まていて、視野が狭くなっているように思います。今回幅広

たは chronic jet-lag で 90 週間飼育し、病気への加齢にい分野のお話を聞いて、視野が広がったように思います。

よる影響に加えて、概日時計の乱れが病気に関連してい国内にいながら、一度にこれだけたくさんの時間生物るかを解明するという実験では、その飼育期間の長さに学に関するお話を、国内外の著名な先生方から聞くこと衝撃を受けました。もう 1 つは、土居雅夫先生の加齢と関ができる機会は大変貴重であると思います。今回、札幌連したドライアイの研究です。加齢により弱くなった概日

シンポジウムに参加して、充実した時間を過ごすことがで時計の振動を強めることで、ドライアイの治療につながるきました。

というお話は大変興味深いものでした。私自身も現在、概最後になりましたが、このような素晴らしい会の開催に日時計と病気の関連性についての研究を進めています。

ご尽力いただいた本間研一先生・さと先生、またスタッフ

まだまだ、研究は始まったばかりで、実際に社会貢献にの皆様に心から御礼申し上げます。

なる明確なイメージが持てていませんでした。しかし、お✉m2141315@ems.u-toyama.ac.jp
時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
134

初日シンポジウムの会場の様子。

シンポジウム看板

ポスター発表にて。著者は右端。

ポスター発表にて。著者は左端。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
135日本時間生物学会会則
制定 2001 年 1 月 1 日

１章

名称

２章

目的と事業

改正 2021 年 11 月 21 日

本会は日本時間生物学会（Japanese Society for Chronobiology）と称する。

1.

本会は、生物の周期現象に関する科学的研究を推進し、時間生物学の進歩発展を図ること、 およびその2.

本会は前条の目的を達成するために次の事業を行なう。

成果を広め人類の健康と福祉に寄与することを目的とする。
1) 学術大会及び総会の開催
2) 会誌等の発行

3) その他本会の目的を達成するために必要とされる事業
３章

組織と運営

（会員）
1.
2.
3.
4.

5.

本会の会員は正会員、名誉会員、賛助会員、臨時会員よりなる。

正会員は、本会の目的に賛同し、所定の手続きを経て、年度会費を納めた者とする。正会員の入会及び退会は別に定める規則による。

名誉会員は本会に功労のあった 70 歳以上の会員または元会員で、理事会が推薦し総会の承認を得た者とする。

賛助会員は本会の目的に賛同し、本会の事業に財政的援助を行なう者で、理事会の承認を得た者とする。

臨時会員は、正会員の紹介により、学術集会の参加費を納めた者とする。

（評議員）
1.
2.

評議員は推薦基準に従って正会員を評議員として推薦し、これを理事会が決定する。任期は 6 年で再任を妨げない。

評議員は学会の活動を積極的に行ない、理事を選出する。

（役員）
1.
2.

本会には次の役員を置く。理事長 1 名、副理事長 3 名、事務局長 1 名（副理事長が兼務）、理事若干名、監査委員 1 名。役員は正会員でなければならない。役員の任期は 3 年とする。

評議員の選挙で評議員の中から理事 10 名を選出し、総会において決定する。さらに、理事長は、分野、ジェンダー、あるいは活動地域などを適宜勘案し、8 名を超えない人数の理事候補を評議員の中から推薦することができる。推薦された理事候補は、選挙で選出された理事の同意を以て理事に選出される。理事の任期は連続 2 期までとする。ただし、理事長推薦理事の任期は含めない。

3.

理事は理事会を組織し、本会の事業を行う。

5.

理事長を除く理事選挙上位 2 名と、理事の中から理事長の推薦する 1 名を副理事長とする。副理事長の4.

理事長は理事の互選で選ばれ、本会を代表し、会務を司り、総会および理事会を召集する。
中から、理事長が事務局長を選任し、会の総務、財務を担当させる。

6.

理事会は本会の事業を行うために、必要に応じて専門委員会を設置することができる。専門委員会は評議

7.

理事会は評議員の中から監査委員を選出する。 理事がこれを兼務することはできない。

8.

員から構成され、委員長は理事をあてる。これらの委員の任期は理事の改選までとする。

理事会は学術大会会長を選出し、総会でこれを決定する。 学術大会会長は理事でない場合はオブザーバ
ーとして理事会に参加するように努める。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
140

9.

理事長は理事会の承認を得て、学会の運営に対する助言を行う顧問をおくことができる。顧問は 65 歳以上の正会員とし、任期は理事会の任期終了までとする。

（総会）
1.

本会の事業および組織・運営に関する最終の決定は、総会の議決による。

3.

定期総会の議長は、大会会長がこれにあたる。

2.
4.
5.

総会は、正会員より構成される。定期総会は原則として毎年１回開催され、理事長がこれを招集する。
理事長が必要と認めた場合、あるいは正会員の４分の１以上 または理事の２分の１以上の要請があった
場合には、理事長は臨時総会を招集する。

総会の議決は、出席者の過半数の賛成を必要とする。

（学術大会）
1.

学術大会は、原則として毎年１回開催し、その企画・運営は学術大会会長がこれにあたる。

（設立年月日・所在地）
2.
3.
４章

本会の設立年月日は、平成７年（1995 年）１月１日とする。

本会の所在地は事務局長を兼任する副理事長の所属施設の住所とする。
会計

1.

本会の年度会費は、別に定める細則により納入するものとする。

3.

本会の会計責任者は事務局長を兼任する副理事長とする。

2.

５章
1.

付則
1.

2.
3.

本会の会計年度は、毎年１月１日に始まり、１２月３１日に終わる。

会則の変更

本会の会則の改正は、理事会の審議を経て、総会における出席者の 3 分の 2 以上の同意を経なければならない。

本改正会則は、2016 年１月１日から施行する。

本改正にともなう副理事長の選任は、次回（2016 年）の理事選挙から開始する。

本改正にともなう理事の連続三選制限は、次々回（2019 年）の理事選挙から導入する。 ただし、移行措置として次回（2016 年）の理事選挙の上位 5 名は、次々回（2019 年）の理事選挙で三選制限の例外とする。

会則施行内規1.

2.

入会、退会手続き

正会員の入会は、学会ホームページより事務局長まで届け出、理事会の承認を得なければならない。また

休会あるいは退会しようとする者も、学会ホームページから事務局長まで届け出なければならない。

会費納入

1) 正会員の年会費は、一般 6,000 円、学生等 3,500 円とする。

ただし、会費徴収システムで継続課金（自動支払い）登録をした場合の年会費は、
一般 5,000 円、学生等 3,000 円とする。

、または振込手数料は会員の負担とする。
システム利用料（2020 年 9 月現在 消費税込 110 円）

2) 名誉会員は会費及び学術大会参加費を免除する。
3) 賛助会員の年会費は、１口 20,000 円とする。
4) 年会費の改訂は総会の議決を必要とする。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
1415) 会費未納 2 年以上経過した会員は、会員資格と学会誌の発送を停止し、会費納入の督促を行う。会員

資格停止中の会員は、当該年度の年会費に加え、１年分の年会費を納入することで、会員資格を回復できる。
3.

6) 長期にわたり年会費を滞納した者は、 理事会の承認を得て、除名することができる。

評議員の推薦基準

1) 評議員の推薦基準は、原則として本会に所属し 3 年以上の活発な活動を行い、本会の目的とする研究分野および関連分野での十分な研究歴と業績をもつ（筆頭著者としての原著論文 2 報以上）ものとする。
2) 会員歴が３年未満でも、以下の条件を満たす会員は、理事の推薦と理事会の承認があれば、評議員として推薦できる。

・本会の目的とする研究分野と関連する分野で５年以上の研究歴を持っていること。

・本会の目的とする研究分野に関連する学会に３年以上所属し活発な活動を行っていること。
・上記の研究分野および関連分野で筆頭著者としての原著論文が２報以上あること。
・年齢が 35 歳以上であること。

3) 学会の活動を積極的に行うため、大会に直近の 3 年間に少なくとも１回は学術大会に参加することを再任の基準とする。

4.

理事の選出

5.

専門委員会

投票は無記名で 5 名以内の連記とする。
以下の専門委員会をおく。
・編集委員会・国際交流委員会

・評議委員推薦委員会
・広報委員会・将来計画委員会
・選挙管理委員会

・奨励賞選考委員会
・学術委員会
6.

・その他、理事会が必要と認めたもの。

日本時間生物学会学術奨励賞の選考基準

1) 日本時間生物学会会員として、時間生物学領域で顕著な業績をあげ、今後の活躍が期待される若手研究者を表彰する。

2) 本章受賞者の年齢制限は、基礎科学部門および臨床・社会部門共通で、応募締め切り時点て、博士学位の取得後 11 年以内、 または、修士学位・６年制課程学士学位（医学部、歯学部、獣医学部、薬学部など）の取得後 13 年以内であること、かつ、41 歳以下とする。

3) 上記の目的で理事の中から委員長 1 名、委員 4 名より成る選考委員会を設け、公募により募集した候補者の中から本章受賞者を原則として毎年基礎科学部門 1、臨床・社会部門１の計 2 名選定し、賞金を贈呈する。

4) 委員会は毎年設置し、委員長及び委員を理事会が理事の中から選出し、選考委員の任期は理事の期間

7.

とする。

賛助会員に関する取り決め
1) 賛助会員の定義

・賛助会員は本会の目的に賛同し、本会の事業に財政的援助を行う者で、理事会の承認を得た者とする。

2) 会費

・賛助会員の年会費は、一口（20,000 円）以上とする。

3) 賛助会員の特典

・一口につき 1 名の大会参加費を事務局が負担する。

・日本時間生物学会会誌に賛助会員リストを掲載し、謝意を表す。

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
142

・日本時間生物学会会誌、又は日本時間生物学会ホームページに広告記事を掲載できるものとする。

学会誌、又はホームページへの広告記事の掲載は 1 年間（会費の有効期間）とする。学会誌への掲載ページの場所と大きさは口数に応じて事務局で判断する。

・日本時間生物学会の大会での展示などをする場合は優遇する。

4) 賛助会員の会費の取り扱い
8.

9.

・賛助会員の会費を学術大会の運営費に充当する場合は、6 割を超えてはならない。

学術大会の発表に関する取り決め

学術大会の「一般演題」発表の発表者（登壇者）は会員とする。ただし、大会長もしくは理事会が認めた場合はこの限りではない。

時間生物学会優秀ポスター賞の制定

1) 賞の名称および目的：賞の名称は日本時間生物学会学術大会優秀ポスター賞とし、若手研究者の育成を目的とする。

2) 対象者：受賞対象者は日本時間生物学会学術大会において優秀なポスター発表をした者とする。
3) 人数：受賞者の人数はおおむね発表者の 5～10％とし、柔軟に対応する。
4) 選考：選考は選考委員会によって下記のように行う。

・理事会において、理事 1 名および若手研究者 3～4 名からなる選考委員会のメンバーを選出する。

選考委員の任期は理事の任期に準ずる。

・選考委員会の委員長は理事が務める。

・審査員は学術大会に参加した評議員が務める。

・審査員は優秀なポスター発表を選び投票する。投票の方法は別に定める。
（附則１）
・投票結果に基づき、選考委員会で受賞者を決定する。（附則２）5)発表：学術大会期間中に受賞者を発表して表彰する。

6)賞品：賞状に加え、学会参加費及び懇親会参加費に相当する金額の賞金を贈呈する。これに学術大会会長の選定した賞品を追加することは妨げない。

※附則 1 審査員は、優秀ポスターを３題選び記名投票する。

※附則 2 原則として得票数に基づいて選考するが、受賞歴、基礎科学部門及び臨床・社会部門の発表演
題数に応じた受賞者数なども考慮する。

10. この内規の改定は理事会の議決を必要とする。
2005 年 2 月 2 日一部変更

内規 6. 学会事務局設置に関する取り決めを追加

2005 年 4 月 23 日一部変更 内規 5. 学術委員会を追加

内規 7. 学術奨励賞選考基準を追加

2005 年 7 月 8 日一部変更

内規 8. 賛助会員に関する取り決めを追加

2006 年 8 月 4 日一部変更

内規 9. 一般演題登壇者の取り決めを追加

2006 年 4 月 22 日一部変更 内規 2.

5) 学会誌発送停止基準を追加

2009 年 11 月 20 日一部変更 内規 10. 優秀ポスター賞制定を追加

2011 年 4 月 16 日一部変更 内規 7. 2) 学術奨励賞年齢制限を変更
2011 年 4 月 28 日一部変更 内規 10. 4) ポスター賞審査員を変更

2011 年 10 月 31 日一部変更 内規 10. 3) ポスター賞人数の内容変更

内規 10. 4) ポスター賞選考方法の変更
附則 1 内容変更

2012 年 4 月 16 日一部変更

附則 2 内容変更

内規 10. 3) ポスター賞人数の文言一部削除
附則 2 文言追加

内規 7. 1) 学術奨励賞の選考基準に文言を追加

2014 年 11 月 7 日一部変更

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
143

内規 8. 3) 賛助会員の特典に文言を追加
会則 3 章3. 名誉会員推薦年齢の変更

内規 1. 休会事項を追加

2015 年 6 月 17 日一部変更 内規 7. 2) 学術奨励賞年齢制限を変更

2015 年 11 月 21 日一部変更 会則 3 章 1. 副理事長の設置、再任の制限
2. 連続３選の制限

会則 3 章5. 副理事長・事務局長の選出法の規定（設立年月日・所在地）を追加

会則 4 章 3. 会計責任者を追加

会則付則 1.2.3. を変更。移行措置を規定

2017 年 10 月 27 日一部変更 内規 8．学術大会の発表に関する取り決めに文言を追加

2018 年 6 月 10 日一部変更 内規 1．入会、退会及び休会手続きに文言を追加

2020 年 9 月 27 日一部変更 内規 2.

1) 会費変更（正会員 6,000 円、学生会員 3,500 円）
継続課金の導入

5) 会費未納時の取り扱い変更

2021 年 11 月 21 日一部変更 会則 3 章（役員）2. 理事長推薦理事の会則への明文化と、内規 4.

人数の増加（5 人から 8 人へ）

2) 会則へ移行し、削除

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
144

助賛会員リスト

以下の団体（代表者、敬称略）から賛助会員として学会運営にご協力いただいております。お名前を掲載し感謝いたします。

三協ﾗﾎﾞｻｰﾋﾞｽ 株式会社

（椎橋明広）

有限会社 ﾒﾙｸｴｽﾄ（山本敏幸）

ﾌﾞﾗｲﾄﾗｲﾄ専門店（向井嘉一）

一般財団法人 ｱｼｮﾌ･ﾎﾝﾏ記念財団（本間研一）

Crimson Interactive Pvt. Ltd.

（三上しのぶ）株式会社 電制（田上 寛）

エダンズ Bld.

（橋口久美子）株式会社 杏林書院（佐藤直樹）

日本時間生物学会事務局

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)
145

執 筆 要 領
2019 年 12 月改訂原稿について本誌では、投稿原稿を受け付けています。以下の執筆要領にしたがって原稿を編集局までお送り下さい。原稿の採用については、編集委員会が中心になって査読を行いますが、必要に応じて関連分野の専門家に依頼し決定します。
原稿は、ワードプロセッサーまたはコンピュータソフトを用いて作成してください。原稿のファイルを図表のファイルとともに、編集局へメールの添付書類にてお送りください（送り先：shigey@med.kindai.ac.jp）。メールで送信できない場合には、プリントアウトした原稿１部（図表を含む）とそれらのファイルを保存した
CDROM などを編集局へ送付して下さい（氏名を記載のこと）。ワープロソフトは一般に使われているものなら何でも結構ですが、使用した OS とソフトをお知らせください。図版等は、tif、jpg、pdf 形式での投稿を推奨しますが、それ以外につきましては、編集担当者までご相談ください。図や写真をカラーで投稿頂いた場合も、印刷は白黒を基本とします。カラー印刷が必要な場合は、投稿時にお問い合わせ下さい。なお、非会員で総説または技術ノートを執筆いただいた場合、会費免除で１年間本学会会員になることができます。
2011 年第１号より、発刊時に日本時間生物学会のホームページ上の学会誌コーナーに原則としてすべての記
事を pdf ファイルで閲覧することになりました。予めご了承ください。また、別刷は配布いたしません。公開に伴うメールアドレスの公開を見合わせたい方はご連絡ください。総説については医中誌 Web に抄録が掲載されます。抄録掲載を許可いただけない場合はご連絡ください。総説は原則として発表済みの内容をもとに記載してください。本誌掲載後、著作権は日本時間生物学会に帰属するものとし、本学会の承諾なしに他誌に掲載することを禁じます。
１．総説と技術ノート
１）原稿の長さは、図、表、文献を含め刷り上がりで４～５ページ程度（１頁は約 2100 字と考えて下さい：横１行 23 文字で１頁 46×２＝92 行）とする。
２）第１頁に表題、著者名、所属及びその所在地、電話番号、FAX 番号、E-mail アドレス及び脚注（必要が ある場合）を記す。
３）第２頁に 400 字程度のアブストラクトを記入する。
４）本文に節を設ける場合、１.、２.、３.、
・・・・とする。
５）参考文献の数は特に制限しないが、50 編以内が望ましい。参考文献は、引用順に通し番号を付けて文末にまとめて掲げる。本文中の引用個所には、通し番号を上付きで示す。
（例）～による 1、…である 2-4。
６）文末の参考文献の記載は、次のようにする（Nature 誌と同形式）。著者が 6 名以上の場合は、筆頭著者名のみを記載し、以下は「et al.」と省略する。
［雑誌］

通し番号. 著者名 題名. 誌名, 巻数, ページ（発行年）［書籍］

通し番号. 著者名 題名. 書名（編者）, ページ, 発行所（発行年）（例）1. Ikegami, K. et al. Tissue-specific posttranslational modification allows functional targeting of
thyrotropin. Cell Rep. 9, 801-809 (2014).
2. van den Pol, A. in Suprachiasmatic nucleus(eds Klein DC, Moore RY, & Reppert SM) Ch. 2,

17-50 (Oxford University Press, 1991).
3. Yoshikawa, T., Yamazaki, S. & Menaker, M. Effects of preparation time on phase of cultured
tissues reveal complexity of circadian organization. J. Biol. Rhythms 20, 500-512, (2005).
4. 重吉康史, 長野護 & 筋野貢. 体内時計中枢に内在する同期機構. 生体の科学 67, 527-531, (2016).

時間生物学 Vol. 28, No. 2 (2022)146７）表は原則として３～５程度とするが、必要に応じて増やすことができる。簡潔な標題と必要な説明をつけて、本文とは別の用紙に作成する。
８）図は原則として３～５程度とするが必要に応じて増やすことができる。図には簡単な標題を付ける。図の 標
題と説明は別紙にまとめる。
９）図及び表は、図１、図２、・・・、表１、表２、・・・の通し番号で表示する。
10）図及び表を文献から引用した場合、引用を明記するとともに、引用の許可が必要な場合には、著者の責任で許可をとっておく。

２．研究室便り
研究室や研究グループの紹介記事。刷り上がりで１～２頁程度。執筆者を含む顔写真、または研究現場のスナップ写真を少なくとも１枚は添付する。写真には標題と説明を付ける。
３．リレーエッセイ
リレー式に次号の著者を指名していくエッセイ。内容は自由。図表や写真も掲載可能。刷り上がりで１～２頁程度。
４．留学体験記
留学などで滞在した研究室、訪問した研究施設、あるいは海外調査や見聞の紹介記事。写真があれば添付する。
刷り上がりで２～４頁程度とする。
５．関連集会報告
国内外の関連集会の紹介記事。写真があれば添付する。刷り上がりで２～４頁程度。
【倫理】ヒトを対象とした研究においては、厚生労働省による「臨床研究に関する倫理指針」、厚生労働省・文部科学省による「疫学研究に関する倫理指針」、文部科学省・厚生労働省・経済産業省による「ヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針」に則り、倫理委員会の審査・許可を経た上で行ったものであることを前提 とします。また、動物を対象とする研究においては、所属機関の動物実験委員会等の規定に従い、十分な配慮 の上行った研究であることを前提とします。したがって、以上の指針・規定に沿っていない研究については掲載することが出来ませんので、ご注意ください。
【利益相反】研究データの公正かつ適切な判断のため、研究に関連する可能性のある利益相反（Conflict ofInterest：COI）が存在する場合は、本文中に必ず記述してください。所属機関等の第三者が COI を管理して いない場合も、できる限り研究に関与した研究者に COI が存在することが明らかな場合は記述してください。

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編集後記
■特集「視交叉上核発見から 50 年」ご覧いただけたことと思います。企画を提案してくださった中村渉先生に感謝です。
「発見から 50 年」ということは、当然その前にそこにつながる研究があったわけです。長い歴史の上に立って、今日、研究をさせてい
ただいているのだと思うと、身の引き締まる思いです。私自身がSCN の研究に携わり始めてから、幾ばくかの年月が流れています。
今回の特集で取り上げられた研究のある時期から以降は、リアル
タイムでその発表を目にしてきました。色々と思い返すと感慨深
いものがあります。
■本間さと先生の総説の図 4A にあるカスタムメイドの発光イメージング装置。使わせていただいていました。あるとき、装置を
別の建物の実験室に移すことになり、解体・再組立てを行いました。ご想像通り、再組立てに結構苦労しましたが、仕組みを理解するいい機会となりました。図 4B の写真。左側手前に写っているのは私です。左奥に立っているのは、おそらく榎木先生（現生理研）。右端でスライサーを使っているのは小野先生（現名古屋大）です。さすがに 10 数年程度では、みなさんの外見はそんなに変わっていないようです。
■千葉先生の訃報に接し、2 つのことを思い出しました。ひとつは、奈良女子大学の大石研で使っていた「千葉くん」とラベルの貼られたペン式のイベントレコーダーのこと。千葉先生の研究室で使われなくなったものを「お借りした」と聞いていました。今回の松本先生の追悼文に出てくる「CARPs」の導入が使われなくなった理由だったであろうことが、初めてわかりました。もうひとつは、私が大学院生の頃、パリでの国際学会に参加したときのこと。どういう訳か、千葉先生とご一緒させていただく機会が多くありました。なかなかお茶目な方だなあという印象を持ったことを覚えています。
(吉川)■本稿は SCN 特集だけでなく実に多様な総説が入稿され、一方で残念なお悔やみのお知らせが重なったことにより、過去最高の忙しさを呈しましたが、その分、温故知新な号となりました。
■参加記などの執筆を 8 月の札幌シンポジウムで急遽依頼させていただき、快くお引き受けいただいた先生方、本当にありがとうございました。締め切りまで時間がない中、コロナ禍での開催
や現地の様子が良く分かる内容になっているかと思います。
■外国人の入国制限が大幅に緩和され、円安の影響を論文掲載費用で痛感し、物価上昇のあおりを受けてスーパーで悩むことが多くなった一方、徐々に日常が戻りつつある今日この頃。1 歳半になる娘が食事中ひたすら歩き回りまわり座ってくれない間、運動中の食事は肝臓の時計にどれほど影響を与えるのか気になる今時間生物学 Vol.28, No. 2 (2022)

日この頃でもあります。
■12 月に宇都宮の学会で、例年より分厚い学会誌を手にした皆様とお会いできますのを楽しみにしております。寒さが深まる時期ですので皆様ご自愛ください。
（池上）■６年間編集委員会委員長を務めさせていただきました。小説家になることには挫折したのでいつか本をつくる仕事をしたいなと思っておりました。こんな形で実現するとは思いませんでした。
■編集委員には原稿の依頼、催促、査読者の選定、査読の依頼、修正原稿の催促までお願いしてしまいました。また紙面構成や段組みなどの煩瑣な編集作業をお願いしていた吉川先生、池上先生には大変なご苦労をおかけしました。この方々のご協力、ご尽力がなければ学会誌の発行にいたっていません。おかげさまでなんとか恙無く任を終えることができそうです。
■執筆者には“できるだけ個人的なことの記述をお願いします”
とかなり無茶なこともお願いしました。結果、心ふるわせる文章が次々と手元に集まりました。学会誌、全文を HP で公開しておりますので“個人的なこと”を書くためには誹謗中傷や醜聞にならないぎりぎりの線を攻めていただくという名人技が必要です。
しかしただただ見事でした。
■時間生物学の分野で多くの業績を残された方々の訃報が届いております。親しい方に追悼文をお願いしました。千葉先生、今回立ち上げた対談企画のリストの最初に名前があがっておりました。しかしコロナ禍のためにお会いすることができませんでした。草創期のお話を聞き取る機会を失ってしまいました。残念です。堀先生、研究に人生を捧げ多くの研究者を育てた方です。接してこられた方の思いが溢れております。お互いを高め合うつな
がりに心打たれました。工藤先生、時間生物学への思いを残されて旅立たれたのではないかと拝察いたします。無念ではなかったかと。生きて研究ができることがいかに幸せなことか。
■ほとんどを編集委員に丸投げしていましたので私の功績は無いに等しいのですが最後に対談企画を立ち上げることができました。先日、高橋清久先生にお話をお聴きしました。次号の掲載になります。この企画についてはもう少し携わらせていただこうと考えています。‟あの頃”の息吹に触れてそれを皆様にお伝えしたい。
■わがままを許していただいた学会員の方々に感謝申し上げます。またどこかでお会いしましょう（お前はどこにいくのだ？）。
（重吉）

令和 4 年 11 月 1 日発行

発行：日本時間生物学会（http://chronobiology.jp/）（事務局）〒467-8603 名古屋市瑞穂区田辺通３－１
名古屋市立大学大学院薬学研究科
神経薬理学分野内（担当 佐々木）TEL/FAX：052-836-3524
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重吉康史研究室内
TEL：072-368-1031
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