Organization
Research Institute of Environmental Medicine Division of Stress Recognition and Response Lecturer
Graduate School
Graduate School of Medicine
Title
Lecturer
ONO Daisuke
Degree 1
-
博士（医学） （ 2012.3 北海道大学 ）
Research Areas 2
-
Life Science / Neuroscience-general / 神経生理学
-
Life Science / Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology / 神経生物学、生理学、時間生物学
Research History 8
-
名古屋大学 環境医学研究所 神経系Ⅱ 講師
2020.10
Country：Japan
-
名古屋大学 環境医学研究所 神経系Ⅱ 助教
2016.10 - 2020.9
Country：Japan
-
名古屋大学 環境医学研究所 神経系Ⅱ 特任助教
2016.4 - 2016.9
Country：Japan
-
北海道大学大学院医学研究科 特任助教
2013.4 - 2016.3
Country：Japan
-
北海道大学大学院医学研究科・光バイオイメージング部門 博士研究員
2012.4 - 2013.3
Country：Japan
-
北海道大学大学院医学研究科（博士課程）
2008 - 2012
Country：Japan
-
北海道大学大学院医学研究科（修士課程）
2004 - 2006
Country：Japan
-
東邦大学理学部生物学科
2000 - 2004
Country：Japan
Education 2
-
Hokkaido University Graduate School, Division of Medicine
2008.4 - 2012.3
Country： Japan
-
Hokkaido University Graduate School, Division of Medicine
2004.4 - 2006.3
Country： Japan
Professional Memberships 4
-
日本生理学会
-
日本神経科学学会
-
日本時間生物学会
-
Society for Research on Biological Rhythms
Awards 7
-
文部科学省 若手科学者賞
2020.4 文部科学省
-
日本時間生物学会奨励賞
2016.11 日本時間生物学会
-
日本生理学会奨励賞
2016.3 日本生理学会
-
日本生理学会環境生理学グループ久野寧記念賞
2015.3 日本生理学会
-
北海道大学医学研究科 優秀論文賞
2014.3 北海道大学大学院医学研究科
-
Society for Research on Biological Rhythms (SRBR) Excellence Award
2010.5 Society for Research on Biological Rhythms
-
日本時間生物学会優秀ポスター賞
2009.11 日本時間生物学会
Papers 38
-
The mammalian circadian pacemaker regulates wakefulness via CRF neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus Reviewed
Ono Daisuke, Mukai Yasutaka, Hung Chi Jung, Chowdhury Srikanta, Sugiyama Takashi, Yamanaka Akihiro
SCIENCE ADVANCES Vol. 6 ( 45 ) 2020.11
-
GABA in the suprachiasmatic nucleus refines circadian output rhythms in mice Reviewed
Ono Daisuke, Honma Ken-ichi, Yanagawa Yuchio, Yamanaka Akihiro, Honma Sato
COMMUNICATIONS BIOLOGY Vol. 2 page： 232 2019.6
-
Dissociation of <i>Per1</i> and <i>Bmal1</i> circadian rhythms in the suprachiasmatic nucleus in parallel with behavioral outputs. Reviewed
Ono D, Honma S, Nakajima Y, Kuroda S, Enoki R, Honma KI
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Vol. 114 ( 18 ) page： E3699-E3708 2017.5
-
Differential roles of AVP and VIP signaling in the postnatal changes of neural networks for coherent circadian rhythms in the SCN. Reviewed
Ono D, Honma S, Honma K
Science advances Vol. 2 ( 9 ) page： e1600960 2016.9
-
Cryptochromes are critical for the development of coherent circadian rhythms in the mouse suprachiasmatic nucleus. Reviewed
Ono D, Honma S, Honma K
Nature communications Vol. 4 page： 1666 2013.4
-
The Food-entrainable Oscillator Is a Complex of Non-SCN Activity Bout Oscillators Uncoupled From the SCN Circadian Pacemaker.
Nishide S, Suzuki Y, Ono D, Honma S, Honma KI
Journal of biological rhythms page： 7487304211047937 2021.10
-
CHRONO and DEC1/DEC2 compensate for lack of CRY1/CRY2 in expression of coherent circadian rhythm but not in generation of circadian oscillation in the neonatal mouse SCN
Ono Daisuke, Honma Ken-ichi, Schmal Christoph, Takumi Toru, Kawamoto Takeshi, Fujimoto Katsumi, Kato Yukio, Honma Sato
SCIENTIFIC REPORTS Vol. 11 ( 1 ) page： 19240 2021.9
-
Editorial: Development of Circadian Clock Functions
Myung Jihwan, Nakamura Takahiro J., Jones Jeff R., Silver Rae, Ono Daisuke
FRONTIERS IN NEUROSCIENCE Vol. 15 page： 735007 2021.8
-
Reversible modulation of circadian time with chronophotopharmacology
Kolarski Dusan, Miro-Vinyals Carla, Sugiyama Akiko, Srivastava Ashutosh, Ono Daisuke, Nagai Yoshiko, Iida Mui, Itami Kenichiro, Tama Florence, Szymanski Wiktor, Hirota Tsuyoshi, Feringa Ben L.
NATURE COMMUNICATIONS Vol. 12 ( 1 ) page： 3164 2021.5
-
Roles of Neuropeptides, VIP and AVP, in the Mammalian Central Circadian Clock
Ono Daisuke, Honma Ken-ichi, Honma Sato
FRONTIERS IN NEUROSCIENCE Vol. 15 page： 650154 2021.4
-
Corrigendum: Roles of Neuropeptides, VIP and AVP, in the Mammalian Central Circadian Clock.
Ono D, Honma KI, Honma S
Frontiers in neuroscience Vol. 15 page： 810796 2021
-
Conditional Knockout of <i>Bmal1</i> in Corticotropin-Releasing Factor Neurons Does Not Alter Sleep-Wake Rhythm in Mice.
Hung CJ, Yamanaka A, Ono D
Frontiers in neuroscience Vol. 15 page： 808754 2021
-
GABAergic mechanisms in the suprachiasmatic nucleus that influence circadian rhythm Reviewed
Ono Daisuke, Honma Ken-ichi, Honma Sato
JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY 2020.7
-
Dual orexin and MCH neuron-ablated mice display severe sleep attacks and cataplexy Reviewed International coauthorship
Hung Chi Jung, Ono Daisuke, Kilduff Thomas S., Yamanaka Akihiro
ELIFE Vol. 9 2020.4
-
Controlling the Circadian Clock with High Temporal Resolution through Photodosing
Kolarski Dusan, Sugiyama Akiko, Breton Ghislain, Rakers Christin, Ono Daisuke, Schulte Albert, Tama Florence, Itami Kenichiro, Szymanski Wiktor, Hirota Tsuyoshi, Feringa Ben L.
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY Vol. 141 ( 40 ) page： 15784 - 15791 2019.10
-
REM sleep-active MCH neurons are involved in forgetting hippocampus-dependent memories
Izawa Shuntaro, Chowdhury Srikanta, Miyazaki Toh, Mukai Yasutaka, Ono Daisuke, Inoue Ryo, Ohmura Yu, Mizoguchi Hiroyuki, Kimura Kazuhiro, Yoshioka Mitsuhiro, Terao Akira, Kilduff Thomas S., Yamanaka Akihiro
SCIENCE Vol. 365 ( 6459 ) page： 1308 - + 2019.9
-
Weak coupling between intracellular feedback loops explains dissociation of clock gene dynamics
Schmal Christoph, Ono Daisuke, Myung Jihwan, Pett J. Patrick, Honma Sato, Honma Ken-Ichi, Herzel Hanspeter, Tokuda Isao T.
PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY Vol. 15 ( 9 ) page： e1007330 2019.9
-
GABA neurons in the ventral tegmental area regulate non-rapid eye movement sleep in mice
Chowdhury Srikanta, Matsubara Takanori, Miyazaki Toh, Ono Daisuke, Fukatsul Noriaki, Abe Manabu, Sakimura Kenji, Sudo Yuki, Yamanaka Akihiro
ELIFE Vol. 8 2019.6
-
Chemical Control of Mammalian Circadian Behavior through Dual Inhibition of Casein Kinase Iα and δ.
2019.2
-
Coherency of circadian rhythms in the SCN is governed by the interplay of two coupling factors
Tokuda Isao T., Ono Daisuke, Honma Sato, Honma Ken-Ichi, Herzel Hanspeter
PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY Vol. 14 ( 12 ) page： e1006607 2018.12
-
Role of GABA in the regulation of the central circadian clock of the suprachiasmatic nucleus
Ono Daisuke, Honma Ken-ichi, Yanagawa Yuchio, Yamanaka Akihiro, Honma Sato
JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES Vol. 68 ( 4 ) page： 333 - 343 2018.7
-
Hypothalamic regulation of the sleep/wake cycle. Reviewed
Ono D, Yamanaka A
Neuroscience research Vol. 118 page： 74-81 2017.5
-
Synchronous circadian voltage rhythms with asynchronous calcium rhythms in the suprachiasmatic nucleus. Reviewed
Enoki R, Oda Y, Mieda M, Ono D, Honma S, Honma KI
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Vol. 114 ( 12 ) page： E2476-E2485 2017.3
-
Dual origins of the intracellular circadian calcium rhythm in the suprachiasmatic nucleus. Reviewed
Enoki R, Ono D, Kuroda S, Honma S, Honma KI
Scientific reports Vol. 7 page： 41733 2017.2
-
Coupling Controls the Synchrony of Clock Cells in Development and Knockouts. Reviewed
Tokuda IT, Ono D, Ananthasubramaniam B, Honma S, Honma K, Herzel H
Biophysical journal Vol. 109 ( 10 ) page： 2159-2170 2015.11
-
Disruption of MeCP2 attenuates circadian rhythm in CRISPR/Cas9-based Rett syndrome model mouse. Reviewed
Tsuchiya Y, Minami Y, Umemura Y, Watanabe H, Ono D, Nakamura W, Takahashi T, Honma S, Kondoh G, Matsuishi T, Yagita K
Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms page： - 2015.10
-
Circadian PER2::LUC rhythms in the olfactory bulb of freely moving mice depend on the SCN but not on behavior rhythms. Reviewed
Ono D, Honma S, Honma KI
The European journal of neuroscience page： - 2015.10
-
Circadian and ultradian rhythms of clock gene expression in the suprachiasmatic nucleus of freely moving mice. Reviewed
Ono D, Honma K, Honma S
Scientific reports Vol. 5 page： 12310 2015.7
-
Cellular clocks in AVP neurons of the SCN are critical for interneuronal coupling regulating circadian behavior rhythm. Reviewed
Mieda M, Ono D, Hasegawa E, Okamoto H, Honma K, Honma S, Sakurai T
Neuron Vol. 85 ( 5 ) page： 1103-1116 2015.3
-
Postnatal Constant Light Compensates Cryptochrome1 and 2 Double Deficiency for Disruption of Circadian Behavioral Rhythms in Mice under Constant Dark. Reviewed
Ono D, Honma S, Honma K
PloS one Vol. 8 page： e80615 2013.11
-
Topological specificity and hierarchical network of the circadian calcium rhythm in the suprachiasmatic nucleus. Reviewed
Enoki R, Kuroda S, Ono D, Hasan MT, Ueda T, Honma S, Honma KI
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Vol. 109 ( 52 ) page： 21498-21503 2012.12
-
JNK regulates the photic response of the mammalian circadian clock. Reviewed
Yoshitane H, Honma S, Imamura K, Nakajima H, Nishide SY, Ono D, Kiyota H, Shinozaki N, Matsuki H, Wada N, Doi H, Hamada T, Honma K, Fukada Y
EMBO reports Vol. 13 page： 455-461 2012.5
-
Single-cell resolution fluorescence imaging of circadian rhythms detected with a Nipkow spinning disk confocal system. Reviewed
Enoki R, Ono D, Hasan MT, Honma S, Honma K
Journal of neuroscience methods Vol. 207 ( 1 ) page： 72-79 2012.5
-
De novo synthesis of PERIOD initiates circadian oscillation in cultured mouse suprachiasmatic nucleus after prolonged inhibition of protein synthesis by cycloheximide. Reviewed
Nishide SY, Ono D, Yamada Y, Honma S, Honma K
The European journal of neuroscience Vol. 35 page： 291-299 2012.1
-
Suprachiasmatic nucleus: cellular clocks and networks. Reviewed
Honma S, Ono D, Suzuki Y, Inagaki N, Yoshikawa T, Nakamura W, Honma K
Progress in brain research Vol. 199 page： 129-141 2012
-
Clock mechanisms for seasonal adaptation: Morning and evening oscillators in the suprachiasmatic nucleus Reviewed
Honma S, Inagaki N, Ono D, Yoshikawa T, Hashimoto S, Honma K
Sleep and Biological rhythms Vol. 6 ( 2 ) page： 84-90 2008.4
-
A TTX-sensitive local circuit is involved in the expression of PK2 and BDNF circadian rhythms in the mouse suprachiasmatic nucleus. Reviewed
Baba K, Ono D, Honma S, Honma K
The European journal of neuroscience Vol. 27 page： 909-916 2008.2
-
Separate oscillating cell groups in mouse suprachiasmatic nucleus couple photoperiodically to the onset and end of daily activity. Reviewed
Inagaki N, Honma S, Ono D, Tanahashi Y, Honma K
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Vol. 104 ( 18 ) page： 7664-7669 2007.5
Presentations 12
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CRY 二重欠損マウスにおける視交叉上核の細胞間カップリングと生後発達 International conference
小野 大輔
Cryptochrome研究会
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VIPとAVPは生後発達における視交叉上核概日リズムの細胞間カップリングを調節する International conference
小野大輔、本間さと、本間研一
第93回日本生理学会大会
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視交叉上核と私. International conference
小野 大輔
時間医学講座開講１０周年シンポジウム
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VIP and AVP regulate circadian cellular networks in the suprachiasmatic nucleus of Cryptochrome deficient mice during postnatal development. International conference
Daisuke Ono, Sato Honma, and Ken-ichi Honma
Asian Forum on Chronobiology in 2015
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視交叉上核の生後発達にともなう神経ネットワーク形成 International conference
小野大輔、本間さと、本間研一.
第38回日本神経科学学会
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Cry1/2ダブルノックアウトマウス視交叉上核における概日リズム形成メカニズム International conference
小野大輔、本間研一、本間さと.
第９２回日本生理学会大会
-
Cryptochromeは生後発達における視交叉上核概日リズムの細胞間カップリングに重要である International conference
小野 大輔
久野賞受賞記念講演
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マルチモーダル計測システムを用いた概日リズムの理解 International conference
小野大輔、本間研一、本間さと.
第87回日本生化学大会
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Circadian rhythm generation and tuning in the suprachiasmatic nucleus, the master clock of mammals. International conference
Daisuke Ono
Circadian rhythm generation and tuning in the suprachiasmatic nucleus, the master clock of mammals.
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光ファイバーを用いた自由行動下マウス脳内長期遺伝子発現計測. International conference
小野大輔、本間研一、本間さと.
第93回日本生理学会北海道地方会
-
発光イメージングを用いて概日時計の生後発達を探る International conference
小野大輔、本間さと、本間研一.
奈良先端未来開拓コロキウム
-
視交叉上核の生後発達と細胞間カップリング International conference
小野大輔、本間さと、本間研一.
第20回日本時間生物学会
Other research activities 1
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文部科学省 若手科学者賞
2020.4
Research Project for Joint Research, Competitive Funding, etc. 22
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食と運動が脳に及ぼす影響とその睡眠覚醒調節メカニズムの解明
2020 - 2022
研究助成
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\3000000 （ Direct Cost: \3000000 ）
-
ホタルが光る原理を利用した脳活動計測法の開発
2020 - 2021
研究助成
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
-
哺乳類の行動の時間的ニッチを制御する脳内メカニズムの解明
2020 - 2021
研究助成（継続）
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\3000000 （ Direct Cost: \3000000 ）
-
新規神経変性疾患モデルマウスを用いた概日リズム調節メカニズムの解明
2020 - 2021
研究助成
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\1000000 （ Direct Cost: \1000000 ）
-
精神疾患に関わる概日時計細胞の同定と臨床応用に向けた研究
2019 - 2021
研究助成
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\9000000 （ Direct Cost: \9000000 ）
-
発光タンパク質を用いた非侵襲的光計測法の開発
2018 - 2019
研究助成
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
-
睡眠覚醒を調節する視床下部神経群の新たな機能解明
2018 - 2019
研究助成
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\3000000 （ Direct Cost: \3000000 ）
-
生体深部からの細胞活動を可視化するイメージング技術の開発
2018
研究助成
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\4000000 （ Direct Cost: \4000000 ）
-
脳深部光計測を用いた睡眠覚醒メカニズム解明
2018
研究助成
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
-
哺乳類の行動の時間的ニッチを制御する脳内メカニズムの解明
2018
研究助成
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
-
革新的光イメージングと１細胞光操作法を用いた睡眠創薬研究への展開
2017 - 2018
研究助成
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
-
睡眠覚醒の概日リズム制御に関わる神経回路の解明
2016.10 - 2018.9
研究助成
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\1000000 （ Direct Cost: \1000000 ）
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概日時計の睡眠覚醒制御に関わる新規神経回路の同定
2016 - 2017
研究助成
小野 大輔
Grant type：Competitive
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革新的発光イメージングを用いた睡眠覚醒の創薬研究への応用
2016 - 2017
研究助成
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\1000000 （ Direct Cost: \1000000 ）
-
革新的発光イメージングを用いた睡眠創薬研究への展開
2016 - 2017
研究助成
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
-
概日時計の動的変容が引き起こす精神疾患の神経回路形成メカニズム
2015 - 2016
研究助成
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\2000000 （ Direct Cost: \2000000 ）
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中枢時計特異的遺伝子操作を用いた概日システムの理解
2014 - 2015
研究助成
Grant type：Competitive
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光ファイバーを用いた長期in vivo遺伝子計測：概日リズムのシステム的理解を目指して
2014 - 2015
若手研究者自立支援
Grant type：Competitive
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光ファイバーを用いたin vivoイメージングによる概日リズムのシステム的理解
2014 - 2015
研究助成
Grant type：Competitive
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概日時計特異的操作法を用いた睡眠・覚醒リズムのシステム的理解
2014 - 2015
研究助成
Grant type：Competitive
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無麻酔・無拘束マウスの神経ネットワークの計測と制御による概日リズムの評価
2014 - 2015
研究助成
Grant type：Competitive
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概日リズムの発達と時計遺伝子
2013 - 2014
交流助成
Grant type：Competitive
KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 12
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Grant number：21K19255 2021.7 - 2023.3
科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
小野 大輔
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\6370000 （ Direct Cost: \4900000 、 Indirect Cost：\1470000 ）
-
Grant number：21H02526 2021.4 - 2024.3
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
小野 大輔, 山口 裕嗣
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\17290000 （ Direct Cost: \13300000 、 Indirect Cost：\3990000 ）
哺乳類における概日時計の中枢は、視床下部に位置する「視交叉上核」に存在し、時計遺伝子群の転写・翻訳を介したフィードバックループにより24時間のリズムが生成される。そのリズムは外界の明暗環境に同調し、最終的に睡眠・覚醒や体温リズムなど様々な生理機能の時間的調節を行う。これまで研究から、現象的に概日時計がこれらの生理機能を調節している事が示されてきたが、実際どの神経回路がどの生理機能の時間調節に関与するのかは不明であった。本研究では、光遺伝学、光イメージング、神経トレーシング、ゲノム編集など様々な最新の技術を組み合わせ、概日時計による体温調節メカニズムを神経回路レベルで明らかにする。
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Grant number：21H00307 2021.4 - 2023.3
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
小野 大輔
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\5200000 （ Direct Cost: \4000000 、 Indirect Cost：\1200000 ）
現代の時間生物学の基盤を創ったユルゲン・アショフは、ヒトの体内には自律的に約２４時間周期で振動する時計、「概日時計」の存在を発見し、体温と睡眠・覚醒の概日リズムが乖離する事を報告した。彼は、ヒトの時間感覚は体温リズムではなく、睡眠・覚醒のリズムに影響を受ける事を提示した。これらの事は、ヒトの“時間”は体温調節系と睡眠・覚醒調節系の二種類存在する事を示す。しかし、これら二つの時間調節に関わる神経経路はほとんど明らかにされていない。本研究では中枢概日時計を起点とする、睡眠・覚醒リズムと体温リズム調節に関わる神経経路を明らかにし、ヒトが持つ異なる二つの時間の存在意義に迫る。
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Grant number：21H00422 2021.4 - 2023.3
科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
小野 大輔
Authorship：Principal investigator
Grant amount：\5720000 （ Direct Cost: \4400000 、 Indirect Cost：\1320000 ）
生体の時間調節機構に重要な役割を持つのが概日時計である。この概日時計は、睡眠・覚醒といった生体の２４時間のリズムを作り出すぺースメーカーとして機能し、その中枢概日時計が、脳内の視床下部に位置する視交叉上核に存在する。この視交叉上核を電気的に破壊すると、２４時間の体内のリズムが破綻し、様々な生理機能の時間的秩序が崩壊する事から、生理機能のタイミングに視交叉上核が重要な役割を持つことが示唆されている。本研究では、マウスの生理機能のタイミングを調節する神経メカニズムを明らかにし、概日時計が制御するシンギュラリティ神経回路の同定を目指す。
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自然環境下における睡眠覚醒調節メカニズムの解明 International coauthorship
2020.11 - 2024.3
科学研究費補助金
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\18720000 （ Direct Cost: \14400000 、 Indirect Cost：\432000 ）
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Understanding of sleep-wake regulatory mechanisms in nature International coauthorship
Grant number：20KK0177 2020.10 - 2024.3
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\18720000 （ Direct Cost: \14400000 、 Indirect Cost：\4320000 ）
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概日リズムの時刻情報変換に関わる神経回路動作原理の理解
2018.4 - 2021.3
科学研究費補助金 基盤研究(B)
小野 大輔
Authorship：Principal investigator
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概日リズムの時刻情報変換に関わる神経回路動作原理の理解 International coauthorship
Grant number：18H02477 2018.4 - 2021.3
小野 大輔
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
Grant amount：\17290000 （ Direct Cost: \13300000 、 Indirect Cost：\3990000 ）
概日時計中枢である視交叉上核からの出力経路を同定するため、昨年度までは順行性のトレーシング、光遺伝学を用いた細胞操作により、室傍核CRF神経の活性化により覚醒が誘導されることを明らかにした。本年度は、室傍核CRF神経特異的に、蛍光カルシウムプローブである、GCaMP6を発現させ、光ファイバーを挿入し、REM, NREM睡眠、覚醒の各ステージにおけるカルシウム変動を計測した。室傍核CRF神経の活動は、覚醒時に上昇し、REM, NREM睡眠時には低下する事が明らかとなった。さらに、CRF神経の活動は、覚醒の初期に上昇するが、その後の覚醒の間に徐々に活動が低下していった。この結果は、室傍核CRF神経は、覚醒を誘導するが、その維持には必要ではないことが明らかになった。
次にDREADDを用いて、室傍核CRF神経特異的に神経活動を抑制する試みを行った、CNOをマウスの活動が高くなる暗期直前に投与し、神経活動の抑制を行った。コントロールは生理食塩水の投与とした。その結果、CNOの投与により、暗期の覚醒量が減少し、NREM睡眠が上昇した。さらに、ジフテリアトキシンA断片を用い、室傍核CRF神経特異的な神経脱落を行い、自発行動量の計測を行った。その結果、室傍核CRF神経の選択的な脱落により、マウスの自発行動量の低下が認められた。これらの結果は、室傍核CRF神経が覚醒に関わることをサポートする結果である。
室傍核CRF神経の活性化、抑制化実験、ファイバーフォトメトリー実験などメインとなる実験データが得られている事、現在論文を投稿中であり、当初の計画以上の進展があるといえる。
室傍核CRF神経の上流および下流の神経細胞群の同定を進めると同時に、この経路以外で、視交叉上核の概日リズム情報が出力されている領域を同定する。順行性・逆行性のトレーシング、光遺伝学、光計測などの技術を組みあわせ研究を進める。
また発光を用いたin vivo光計測ツールの開発およびレポーターマウスの作成を進め、非侵襲的に脳機能を計測可能なシステムを完成させる。 -
Hierarchical self-organization of circadian system: synchronization of cellular oscillators and pacemaker coupling
Grant number：15H04679 2015.4 - 2018.3
HONMA Sato
Authorship：Coinvestigator(s)
We aimed to clarify the self-organizing mechanisms for the hierarchical multi-oscillator structure of the mammalian circadian clock in the suprachiasmatic nucleus (SCN) using knockout mice for clock genes and neuropeptides functions, luciferase reporter mice for continuous monitoring clock gene expression, and fluorescence sensors for monitoring intracellular calcium and membrane potentials. We demonstrated that both VIP and vasopressin act as synchronizers for cellular rhythms. We also found that their roles change depending on postnatal development, in which clock gene Cry is involved. We also found that GABA in the SCN acts not in cellular rhythm generation but in coherent neural rhythm output from the SCN to make the central circadian clock free of bursts. We further found that Per1 rhythms in the discrete areas in the SCN are involved in transferring photoperiodic signals to behavior rhythm output by changing the phase relations.
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中枢時計のin vivo計測による概日リズムのシステム的理解
2014 - 2016
科学研究費補助金 若手研究(B)
小野 大輔
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概日リズムの生後発達に関わる分子の探索
2012 - 2013
科学研究費補助金
小野 大輔
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哺乳類概日リズム形成機構の解明 : in vitro, in vivo単一細胞イメージング
2009 - 2011
科学研究費補助金
Authorship：Principal investigator
Teaching Experience (On-campus) 1
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大学院 基礎医科学実習
2021
Teaching Experience (Off-campus) 1
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生理学
2020.4 （Aichi Medical University）
Level：Undergraduate (specialized)