マウスの体内時計をリセットする食餌のパターン解析

重置小鼠生物钟的饮食模式分析

• 批准号: 19659058
• 负责人: 柴田 重信
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19659058/
• 关键词: 体内時計; 食事; 時計遺伝子; 肝臓; サーカディアンリズム

光のリセットは、Perl,Per2の遺伝子の転写調節領域に光で反応する領域を介して調節していることが知られている。では給餌性の体内時計リセットのシグナル伝達は何か?摂食の何が時計をリセットさせているかを明らかにする必要がある。その要素のうち本研究では主に、栄養物の観点から研究を進めた。餌の消化・吸収によりこのリズムのリセットが起こると予想できるので、成分を変えた人工飼料を用意した(AIN-93G)。特に炭水化物、タンパク質、脂肪の成分を調整し、またトータルのカロリー量を調整し、まずどのような栄養成分がこのリセット機構に重要であるかを明らかにする。また対照群としては、難消化性の繊維分を多く含む餌を用意するグループも作成した。その結果、100%タンパク質の餌では体内時計は全く同調せず、100%の大豆油ではわずかに同調させた。一方、100%コーンスターチは餌と同等の位相前進を引き起こした。また、ポリデキストロースなど、難消化性の炭水化物ではこのような作用は見いだせなかった。上記の実験で大まかな栄養素の同定が可能であったので、次に何がより有効成分として働いているかを明らかにする必要がある。炭水化物であるコーンスターチが強い同調促進作用を示したので、単糖類や2糖類を与えて、給餌性のリズムリセットが同様に観察されるか、否かについて調べた。単糖類としてグルコースとフルクトースを用い、2糖類としてシュクロースを用いた。血糖の変化と対応してコーンスターチをグルコースに置換した餌が強く同調を引き起こした。この結果、血中のグルコース増大が肝臓の体内時計同調には重要であることが示唆された。

已知光重置是通过Per1和Per2基因转录调控区中的光响应区来调控的。那么，通过喂养重置生物钟的信号转导是什么？有必要弄清楚喂养重置生物钟涉及什么。其中，本研究主要集中在营养方面。由于我们预计这种节奏会通过食物的消化和吸收而重置，因此我们准备了含有不同成分的人工饲料（AIN-93G）。特别是，我们将调整碳水化合物、蛋白质和脂肪的成分以及总热量含量，并首先明确哪些营养成分对于这种重置机制很重要。作为对照组，我们还创建了一组接受含有大量难消化纤维的食物的组。结果，100%蛋白质饮食根本没有使生物钟同步，但100%大豆油饮食却稍微同步了生物钟。另一方面，100% 玉米淀粉引起的相变与诱饵相当。此外，对于难消化的碳水化合物（例如聚葡萄糖）没有发现类似的效果。由于上述实验可以粗略地识别营养素，因此有必要明确哪些成分更有效。由于玉米淀粉（一种碳水化合物）表现出很强的同步促进作用，因此我们研究了是否可以通过饲喂单糖和二糖来观察到类似的饲喂节律重置。使用葡萄糖和果糖作为单糖，使用蔗糖作为二糖。为了响应血糖的变化，用葡萄糖代替玉米淀粉的饮食强烈诱导夹带。结果表明，血糖升高对于同步肝脏的生物钟很重要。

项目成果

栄養素摂取によって引き起こされるマウス肝臓時計遺伝子発現リズム

营养摄入诱导的小鼠肝脏时钟基因表达节律

• 发表时间: 2008
• 作者: 平尾 彰子;柴田 重信
• 通讯作者: 柴田 重信

Critical review of a report that restoration of Bmal1 expression in the dorsomedial hypothalamus is sufficient to restore circadian food anticipatory rhythms in Bmal1-/- mice

对以下报告的严格审查：恢复 Bmal1 背内侧下丘脑的表达足以恢复 Bmal1-/- 小鼠的昼夜节律食物预期节律

• 发表时间: 2009
• 期刊: J. Circadian Rhythms (in press)
• 作者: Mistlberger R;Buijs M;Pevet P;Shibata S.
• 通讯作者: Shibata S.

給餌性リズム形成における朝食の意味

早餐在喂养节奏形成中的意义

• 发表时间: 2008
• 作者: Kudo T;Kawashima M.Tamagawa T.Shibata S.;柴田 重信
• 通讯作者: 柴田 重信