2017 Fiscal Year Annual Research Report

Prevention of life-related diseases through synchronization of tissue clocks by eating timing

Research Project

Project/Area Number	16H04922
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	小田裕昭名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (20204208)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	時間栄養学 / 摂食タイミング / 肝臓時計 / 筋肉時計 / 脳時計 / 臓器間ネットワーク
Outline of Annual Research Achievements	栄養・運動・睡眠は健康の要である。この３つの要素は生物時計という観点で見ると，統合的に制御できると考え、臓器間時計ネットワークの同調を介して代謝を正常化させて健康に結びつけるための分子的基盤を明らかにすることを目指した。摂食リズムが不規則になるモデルとして，ダラダラ食いや，夜食症候群モデルを作成してきたが，ヒトでも起きうる不規則な摂食タイミングとして朝食欠食を取り上げた。朝食欠食は，休息期から最初の食事が数時間だけ遅れるだけであるが，代謝異常が起きることが多くの研究で明らかになっている。朝食欠食モデルを作成して，様々な実験食を与えて，実験を行ってきた。高脂肪食では，肝臓時計と肝脂質代謝のリズムが数時間遅れるが，高コレステロール食では，肝臓時計が変化せずに肝脂質代謝が遅れた。いずれの場合も活動期の体温上昇が遅れることは同じであり，摂食タイミングの数時間の遅れが，脳視床下部の体温中枢へは同じ影響を与えていることがわかった。何を食べるかということと，そのタイミングが相乗的な効果を生んでいることが初めてわかったためその因子を検討しはじめることにした。時計リセット食品の探索の一貫として，まず三大栄養素の中でほとんど検討されてきてこなかった糖質について検討した。スクロースでは，肝脂質代謝の異常が生じることが知られているが，肝臓時計に影響を与えることはなかった。ところが，肝脂質代謝酵素のリズムを大きく変動させていた。これまで脂質代謝酵素のリズムは，肝臓時計の支配下にいると考えてきたが，食事成分が代謝のリズムを独立に制御することが明らかとなった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の予定では、筋肉時計に影響を与える因子を検討するとともに，神経時計に与える影響を調べる予定であった。上で述べたように，朝食欠食の実験の結果が思ったよりも複雑であり，それに力を入れたため，このような進展となった。時計遺伝子が脂質代謝リズムを制御すると，これまでの知識からは考えられてきたが，今回の結果から摂食タイミングは独立して脂質代謝のリズムを制御することが新たにわかった。また，スクロース摂取実験で得られた結果からも，時計遺伝子とは独立して代謝のリズムは，食事成分によって制御されることが明らかとなった。これまで考えられてきた以上に，摂食タイミングは直接的に代謝を制御することが明らかとなり，ますます日常生活において規則正しい食事のタイミングが重要であることがわかった。
Strategy for Future Research Activity	次が最終年度であるが，様々なモデル動物を用いて，乱れた食生活を正常化する時計リセット食品のスクリーニングを行う。各臓器の同調因子を検討する目的で，それぞれの臓器由来の細胞を培養して，同調因子を検討する。朝食欠食の実験から，肝臓の代謝の同調因子として，遊離脂肪酸や胆汁酸などが新たに候補に挙がったため，それらを細胞に処理してその影響を検討する。