| 研究概要 |
Circadian rhythmの主たる振動体である視交叉上核(Suprachiasmatic nucleus, SCN)での時計遺伝子の発現から24時間リズムの発振機構の解析をした。最近、脳以外の末梢でも時計遺伝子が概日リズムを示す事が明らかになり、主時計のSCNからの出力との関係を解明する目的でperiod(Per2),Bmal1のmRNAを、またSCNからの出力に実際に関わるArg-vasopressinを指標にしてSCNと室房核(交感神経の中継核、PVN)でその変動を光照射、及び明暗周期のshift下で測定した。Per2には光反応性があり、速やかに、PVN内で光り情報を処理できる事、PVN内ではBmal1の転写にSCNとは異なる機構がある事が判明した(投稿中)。さらに、従属時計として知られている松果体との関連でSCNとPVNにつき、Per2,Bmal1のmRNAと松果体内のN-acetyl-transferase(NAT),IcerのmRNAをRT-PCRで定量した。やはり、PVN内でSCNからの時計情報が修飾される事が判明した(Brain Res.In press)。この様にPVNを経由する交感神経系を介して末梢に時計情報が伝えられる可能性が出てきた。但し、肝臓等では主時計と約4時問の遅れがありこの遅れの原因は現在のところ不明で、今後の課題と考えている。
SCNでの時計の基本骨格となるCLOCK/BMAL1蛋白のE-Box(時計関連遺伝子、vasopressinもそのうちの一つ)への結合にはhetero-dimmerの形成が必要でこの形成にReDox(酸化還元)レベルが大きく影響し、NADが還元状態でなければ転写は起きない事が報告された。この下流で主として乳酸脱水素酵素(LDH)を調節しておりリズム発現の要と説明している。そこで、酸化還元に直接影響するmitochondria内のタンパク質を2次元電気泳動で調べたところ、数種のタンパクが日内変動を示し、その内のA物質(今時点では明記できない)に着目して時計遺伝子との関連性、機能上LDHとの関係を調べている。このmitochondriaを介する代謝系が肝臓でのSCNとの時間差の原因とも考えられ、この点を現在検討中。
以上、SCNでの振動の分子機構とSCNからの出力様式につき解明を試みた。
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