2013 Fiscal Year Annual Research Report
時間病態生理学に基づく分子法医診断学の樹立―時計遺伝子による死のメカニズムの探求
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25253055
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
近藤 稔和 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (70251923)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野坂 みずほ 和歌山県立医科大学, 医学部, 助教 (00244731)
前田 均 大阪市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20135049)
木村 章彦 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (60136611)
池松 和哉 長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (80332857)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 法医病理学 / 時計遺伝子 / サイトカイン / ケモカイン / 薬物中毒 / 深部静脈血栓 |
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| Research Abstract |
近年明らかにされつつある時計遺伝子に着目し，種々の病態形成における時計遺伝子発現や異常の影響を解析し，時間病態生理学を考慮した分子法医診断学樹立を目指すことを本研究の目的とする．
１．各臓器における代表的時計遺伝子であるBmal1およびPer2の発現動態を経時的に検討したところ，肺，肝，腎及び心臓においてBmal1の発現は8:00から12:00の間に最高に達し，12:00以降が漸次減衰していた．一方，Per2は12:00以降から発現が増加し，0:00頃にその最大発現を認めた．このように時計遺伝子であるBmal1およびPer2の発現パターンは逆相関であった．しかしながら，各々の遺伝子発現パターンについて，臓器間で差は認められなかった．以上のことから，時計遺伝子の発現パターンが，各臓器における障害の程度に影響を与えている可能性が示唆された．
２．マウスをペントバルビタールの腹腔内投与による麻酔下で開腹し，下大静脈を3-0絹縫合糸により結紮する深部静脈血栓作成モデルとした．下大静脈を結紮する時を7:00と12:00の群に分けたところ，7:00結紮群では結紮後，全マウスが生存したが，12:00結紮群では結紮後３日までに約90%のマウスが死亡した．マウスについて7:00と12:00に血液凝固機能をプロトロンビン時間(PT)および活性化部分トロンボプラスチン時間（APTT）を検討したところ，両群間で差は認められなかった．以上の結果から，時計遺伝子の発現と線溶系の関係が示唆された．
３．薬物中毒と日内リズムの関係を検討するために薬毒物投与時間を明期と暗期に分けて，ヒ素またアセトアミノフェンを投与したところ，暗期投与群でヒ素による腎障害やアセトアミノフェンによる肝障害が増悪していた．すなわち，日内リズムがの薬物毒性に影響を与えることを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は，申請者がこれまで明らかにしてきた生活反応としてのサイトカイン・ケモカインの動態と時計遺伝子の相互連関に関する実験的研究及び実務的研究を展開し，時計遺伝子の発現と病態生理，すなわち時間病態生理学を考慮した分子法医診断学樹立を目指すことを本研究の目的とする．哺乳類には睡眠覚醒，体温，内分泌，免疫，代謝などの生理現象において体内時計と呼ばれる２４時間周期のリズムがある．このリズムは遺伝子の転写レベルで規定され，これに関する遺伝子を時計遺伝子（遺伝子産物を時計タンパク質）と呼び，数種の時計遺伝子から構成されている．すなわち，時計遺伝子の発現動態が，様々な疾患の病態や外的障害に対するストレス応答を制御していることが推測される．そこで，本研究ではこれまで申請者が樹立してきた疾患・傷害モデルについて日内リズムの影響を検討するものであり，初年度は深部静脈血栓と薬毒物中毒モデルについて検討したところ，日内リズムがこれらの病態生理に影響を及ぼすことが判明したことから，その他の疾患・傷害モデルについても日内リズムがそれらの病態生理に影響を及ぼしていることが強く示唆されたものである．すなわち，初年度の研究成果としては次年度以降につながる結果を得ることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
外傷性ショックモデル，敗血症ショックモデル，出血性ショックモデル，薬物中毒モデル，深部静脈血栓モデル，各モデルの病態形成においてIFN-γが重要な因子であり，さらに IFN-γの発現が時計遺伝子によって制御されている．したがって，２５年度の基礎的検討で十分な検討が十分に行えた病態モデルについては，野生型マウスに加えて，IFN-γ遺伝子欠損マウス及びBmal1およびPer2遺伝子欠損マウスについて，明期及び暗期別でモデルを作成し，それぞれ同様の検討を行う．それらの結果に基づいて，各病態モデルにおいてIFN-γと時計遺伝子（Bmal1，Per2）遺伝子との病態生理学的の関連性を解明し，剖検試料を用いた実務的研究への基礎を構築する．
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