2023 Fiscal Year Annual Research Report

周術期の摂食条件が体内時計に与える影響；遺伝子改変マウスを用いた時間生物学的解析

Research Project

Project/Area Number	19K10336
Research Institution	Kagoshima University
Principal Investigator	大野幸鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (00535693)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	倉本恵梨子鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (60467470) 杉村光隆鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (90244954)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords	体内時計 / 腹時計 / Per2::Lucノックインマウス / Cry1ノックアウトマウス / Cry2ノックアウトマウス
Outline of Annual Research Achievements	近年、生活習慣病をはじめとする多くの疾病は、「体内時計」の不調に一因があるという知見が次々と報告され、この分野の研究が急速に進んでいる。中でも食事が「体内時計」に与える影響は大きく、その仕組みを知りうまく活用することで、人々の健康や疾病対策に大きく寄与するのではないかと期待されている。また、「腹時計」は抽象的な概念ではなく、‘経口’摂取による食事刺激が「腹時計」を介した生体リズムの維持において重要であることも古くから指摘されている。そこで申請者は、食事刺激を受け取る「腹時計」の鍵は‘口’にあるのではないかと考え、周術期の口腔内への侵襲や不規則な食事が「腹時計」機構に不調和を招き、その結果が口腔外科領域においても問題となる術後せん妄などの合併症につながるのではないか？という問いに至った。本研究では、時計遺伝子の１つPeriod2にホタルの発光酵素をつけ、時計遺伝子の発現に応じて細胞が光るよう遺伝子改変されたマウス（PER2::LUCノックインマウス）を用い、三叉神経節におけるリズムを計測した。次に、時計遺伝子の１種であるCry１またはCry２をノックアウトしたマウスを用いて同様の実験を行い、時計遺伝子の役割についても考察を加えた。さらに、共同研究により、三叉神経節の発光についてイメージングも行った。また、イメージングで得られた発光の局在を検討するため、免疫染色を行った。その結果、三叉神経節では、時計遺伝子Per2の発現に明瞭な概日リズムがあること、そのリズムは生体内にある時は中枢時計である視交叉上核から何らかのシグナルを介して調整を受けていること、一方で生体外に取り出してもリズムが継続したことから視交叉上核とは別の独立したリズムであること、リズムを生み出しているのは三叉神経節にある神経細胞であることなどをまとめて成果発表した。