食餌性体内時計同調の作用機序に基づいた時間栄養学によるリズム障害の改善効果研究

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高感度EM-CCDカメラを搭載したin vivo imaging systemを用いて、麻酔下のPER2::LUCIFERASE knock-inマウスにルシフェリンを投与し、生体内の臓器の生物発光を測定した。この作業を1日6回4時間おきに行う事で、時計遺伝子PER2のタンパク質の概日変動を測定することに成功した。この方法は、生きたマウスの体内時計を簡便に安定に測定できる初めての報告であった。この方法を用いて、中枢時計(視交叉上核)を熱破壊したマウスの末梢時計を測定した。今までの報告では、中枢時計破壊マウスの末梢時計は振動を維持しているという報告と、維持していないという報告の、2種類の結果があり結論があやふやになっていた。しかし今回私の方法で、初めてin vivoで直接解析することで、末梢時計が中枢時計破壊後にわずかに振動すること、しかし振幅が低くなっていること、という新しい結果が得られた。シフトワークモデルマウスは、1週間のうちに昼勤・夕勤・夜勤を繰り返す三交代制を、明暗環境を変化させる事で作成した。実際にシフトワークを負荷したマウスは、睡眠覚醒リズムの乱れと共に肥満を呈した。この負荷を約4週間行ったのちに、in vivoで末梢時計を測定したところ、腎臓、肝臓においてPER2::LUCの発光リズムの振幅が有意に低下していることが分かった。そこで、シフトワークの明暗環境と共に、食餌のタイミングを以前暗期であった12時間に毎日固定することで、時間栄養学的治療法を試みた。その結果、体重増加は抑えられ、かつ腎臓・肝臓の発光リズムの振幅低下も抑える事が出来た。よって、三交代制で勤務している方でも夜勤の際の食事を極力行わず、常に昼勤や夕勤と同じ食事パターンを維持することが重要だと考えた。シフトワークによる肥満、糖尿病、発癌リスク上昇が疫学調査により多数報告されているが、それらの予防に今回の結果が役立つものと考えた。