哺乳類における給餌性リズム形成の分子機構に関する研究

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昨年度まで実施してきた時計遺伝子変異マウスを用いたDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析により、時計遺伝子であるClockが、糖・脂質代謝系を遺伝子の転写レベルで制御している可能性が見出されてきた。本年度は、脂肪酸代謝系の上流に位置しているペルオキシソーム増殖薬活性化受容体α(PPARα)遺伝子の日周発現が、CLOCK/BMAL1という時計分子のヘテロ2量体によって転写制御されている可能性を分子生化学的に検証した。従来は、個体におけるPPARα遺伝子の日周発現は、血中グルココルチコイドの日内変動に伴って制御されていると考えられてきたが、副腎を外科的に除去したマウスや、インスリン欠乏の糖尿病モデルマウスにおいてもPPARα遺伝子の日周発現は全く正常である一方で、時計遺伝子Clockの変異マウスでは、その日周発現が完全に消失していることを明らかにした。PPARα遺伝子の第2イントロンには、CLOCK/BMAL1のターゲット配列であるE-boxが複数個近接して存在している領域があり、in vitroのレポーター解析や、ゲルシフトアッセイ、クロマチン免疫沈降法などにより、この領域を介して時計分子がPPARα遺伝子の日周発現を制御している可能性を示した。末梢時計の給餌性リズム形成には、制限給餌によってその日内変動パターンが変化するグルココルチコイドが重要な役割を担っている可能性が考えられる。そこで、血中グルココルチコイドによってその日周発現が制御されている遺伝子を網羅的にスクリーニングすることを試みた。副腎を摘出したマウスを作成し、副腎摘出に伴ってその日周発現リズムが消失する遺伝子を肝臓でスクリーニングし、現在解析を行っている。その結果、肝臓で日周発現する遺伝子の内の約半数が、血中グルココルチコイドによって転写レベルで制御されている可能性が示され、現在論文投稿中である。