転写振動を支えるエピジェネティックな管理法則の同定と生体リズム調整剤の開発

识别支持转录振荡和生物节律调节因子发展的表观遗传管理规律

基本信息

批准号：
20689002
负责人：
土居雅夫
金额：
$ 12.4万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

研究計画調書の内容に従って研究を遂行した。すなわち、転写振動を支えるエピジェネティックな時刻管理法則の同定と生体リズム調整剤の開発に向け、時計蛋白質PER2を含む転写調節複合体の精製、および脳内の中枢時計である視交叉上核(SCN)において発現する機能未定のG蛋白質共役型受容体群およびそのシグナル調節因子の網羅的検索と機能解析を行った。そのなかで早朝に特に強くSCNに発現し、G蛋白質を介した細胞内のシグナル伝達制御に関与する因子に着目し、その機能解析を遺伝子改変マウスを用いて進めた結果、本因子を介した時刻依存的なサイクリックAMPシグナルによって時計遺伝子の発現リズムが調節されることを見出した。また、時計遺伝子Per1プロモーター発光遺伝子トランスジェニック動物と極微弱光測定技術を応用したSCNスライス培養下における連続リズム測定系を用いてSCNに作用する化合物を検索する過程において新たにAMPA型グルタミン酸受容体を介したシグナルがSCNの時計の時刻をシフトさせることを明らかにした(Mizoro et al, Plos One, 2010)。またさらに時計遺伝子Cry欠損によって生体リズムに異常を来たしたマウスが食塩感受性高血圧を呈することを見出し、その病因が分子時計に制御される新規のアルドステロン合成系酵素Hsd3b6の過剰発現にあることを突き止めた(Doi et al, Nature Med., 2010)。本酵素はヒトにも保存されており、これまで原因不明の難治性疾患として知られていた特発性高アルドステロン症の原因となる可能性がある。疫学調査から高血圧の罹患率は昼夜交代勤務者において高いことが知られていたが、実際に生体時計と高血圧を結びつける分子機序は不明であったため、これらの研究成果は、疾患における生物時計の意義付けを大きく変える重要な知見を提供したといえる。

本研究按照研究规划文件的内容开展。具体来说，为了确定支持转录振荡的表观遗传计时规则并开发生物节律调节因子，我们的目的是纯化含有时钟蛋白PER2的转录调节复合物，并开发视交叉上核（SCN），它是生物钟的中央时钟。我们对一组功能尚未确定的 G 蛋白偶联受体及其在中表达的信号调节器进行了全面的搜索和功能分析。其中，我们重点研究了一个在清晨的SCN中表达特别强烈、参与G蛋白介导的细胞内信号转导控制的因子。使用转基因小鼠进行功能分析的结果，我们发现我们发现时钟基因的表达节律受时间依赖性环AMP信号调节。此外，在利用时钟基因Per1启动子发光基因转基因动物和应用超弱光测量技术的SCN切片培养连续节律测量系统寻找作用于SCN的化合物的过程中，我们新发现了AMPA型谷氨酸受体介导的信号改变 SCN 时钟时间（Mizoro 等人，Plos One，2010）。此外，他们发现时钟基因Cry缺陷引起的生物节律异常的小鼠表现出盐敏感性高血压，并发现其发病机制是由于Hsd3b6（一种受分子时钟控制的新型醛固酮合成酶）的过度表达所致。，自然医学，2010）。这种酶在人类中是保守的，可能是特发性醛固酮增多症的一个原因，特发性醛固酮增多症被称为一种原因不明的顽固性疾病。流行病学研究表明，白班和夜班工人的高血压患病率较高，但生物钟与高血压之间联系的实际分子机制尚不清楚，可以说，这项研究提供了重要的知识，显着改变了研究的意义。。