時計遺伝子による皮膚の日内リズムの解明

通过时钟基因阐明皮肤的昼夜节律

• 批准号: 15659045
• 负责人: 岡村 均
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15659045/
• 关键词: 時計遺伝子; 皮膚; 細胞分裂; ケラチノサイト; 末梢臓器; 生体リズム; per2; 免疫組織化学; ノーザンブロット

時計遺伝子の発見とともに、体内時計のある視交叉上核以外の臓器の時計遺伝子のリズムが注目された。この末梢臓器における時計機構の発見により、体内の24時間リズムは、視床下部の視交叉上核を頂点とし、他の神経系や内分泌系を中間とし、末梢臓器を底辺とする階層的時計機構により精妙に制御されていることが想定されている。皮膚においては、代謝・血管・運動・立毛・発汗・細胞分裂像が日内リズムを呈する事は知られているが、体系的に検索はされていない。今回我々は、正常マウスにおける時計遺伝子の日内リズムを検索した。その結果、時計遺伝子mPer1,mPer2の皮膚における日周変動を、ノーザンブロットにて4時間毎、12時間明・12時間暗の明暗条件下で検索すると、著明な昼夜差が認められた。次に、これらの変化が、光刺激によるものか、内因性リズムによるものかを判別するため、恒常暗条件下で検索しても、著明な昼夜差が認められた。この結果は、皮膚にも内因性リズムが存在すること、時計のコア・ループによる発振が行われていることを示唆する。また、哺乳類時計遺伝子の中でリズム発振に最も重要な遺伝子と目されるmPer2遺伝子の産物であるmPER2蛋白質に対する特異的抗血清を用いて、皮膚におけるサーカディアンリズムを検索した。ケラチノサイトに時計遺伝子が体内時計の夜の時間に強く発現していることを見出した。これは、上記のノーザンブロットの結果とよく一致して、転写の増大は、時計蛋白の増大を引き起こすことを示している。これらの研究は、皮膚の生理機能(代謝・血管・運動・立毛・発汗・皮膚温・皮膚血流・ケラチノサイトの細胞分裂)のサーカディアンリズムの遺伝子レベルでの制御機構の理解に貢献した。

随着时钟基因的发现，内部时钟所在的上核核以外的器官中时钟基因的节奏引起了人们的注意。通过发现外围器官中的时钟机制，假定体内的24小时节奏通过下丘脑峰值的分层时钟机制进行了精巧控制，其峰值的上丘脑上有尖峰，其中间是中间的神经和内分泌系统，以及其基础上的外周孔。众所周知，皮肤中的代谢，血管，运动，头发，出汗和细胞分裂图像表现出中午的节奏，但没有进行系统的搜索。在这里，我们搜索了正常小鼠中时钟基因的盘中节奏。结果，通过北面印迹在12小时的光线和12小时的黑暗中搜索了时钟基因MPER1和MPER2的昼夜变化，并且观察到了明显的白天差异。接下来，为了确定这些变化是由光刺激或内源性节奏引起的，即使在恒定的黑暗条件下进行搜索时，也观察到明显的白天差异。该结果表明，皮肤上有内源性节奏以及手表核心环引起的振荡。此外，使用特异性抗血清搜索MPER2蛋白（MPER2基因的产物），搜索了皮肤中的昼夜节律，该蛋白被认为是哺乳动物钟基因中节律振荡的最重要基因。有人发现，时钟在身体时钟的晚上在角质形成细胞中强烈表达。这与上面北印迹的结果非常吻合，表明转录增加会导致时钟蛋白增加。这些研究有助于理解皮肤生理功能的昼夜节律（代谢，血管，运动，头发，站立，出汗，皮肤温度，皮肤血液流量和角质形成细胞细胞分裂）的遗传水平。

项目成果

Mutoh T.: "Melatonin modulates the light-induced sympathoexcitation and vagal suppression with participation of the suprachiasmatic nucleus in mice."J.Physiol.. 547巻. 317-332 (2003)

Mutoh T.：“褪黑激素在小鼠视交叉上核的参与下调节光诱导的交感神经兴奋和迷走神经抑制。” J.Physiol.. 547. 317-332 (2003)

Nakahara D.: "Bimodal circadian secretion of melatonin from the pineal gland in a living CBA mouse."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100巻. 9584-9589 (2003)

Nakahara D.：“活体 CBA 小鼠松果体褪黑激素的双峰昼夜分泌”，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100. 9584-9589 (2003)。

Sujino M.: "Suprachiasmatic nucleus grafts restore circadian behavioral rhythms of genetically arrythmic mice."Curr.Biol.. 13巻. 644-668 (2003)

Sujino M.：“视交叉上核移植可恢复遗传性心律失常小鼠的昼夜行为节律。”Curr.Biol.. 13. 644-668 (2003)

体内時計による内分泌・自律神経の生体リズムの制御

通过生物钟控制内分泌和自主神经生物节律

• 发表时间: 2004
• 期刊: ブレインメディカル 16
• 作者: Yamamoto Y;Okamura H;Okamura H;岡村 均;岡村 均
• 通讯作者: 岡村 均

Terazono H.: "Adrenergic regulation of clock gene expression in the mouse liver."Proc.Natl.Acad Sci.USA. 100巻. 6795-6800 (2003)

Terazono H.：“小鼠肝脏中时钟基因表达的肾上腺素调节”，Proc.Natl.Acad Sci.USA 100. 6795-6800 (2003)。