新規概日バイオマーカーの同定

概日時計は、脳の個別の領域に見られるだけでなく、心臓、肺、免疫系など、私たちの体のほぼすべての臓器に見られます。 概日時計または時間病理学の混乱は、さまざまな形態の心血管、肺、および代謝障害の根底にある可能性があります。 過去 20 年間、分子遺伝学者は時計を「解読」して、ショウジョウバエからヒトまでの生物に見られるその核となる生化学的メカニズムを明らかにしてきました。 これらのメカニズムの洞察により、時計機能と、心臓、肺、代謝、睡眠障害など、ますます拡大する一連の一般的な疾患との関連が発見されました。 しかし、これらの患者集団における概日リズムの乱れの有病率は不明です。これは、現在の検査が臨床現場で容易に適用されていないか、まだ開発されていないためです。 おそらく、これらの手法の主な制限は、少なくとも 24 時間、場合によってはそれ以上の長期間にわたるシリアル サンプリングの必要性です。 1回の採血からのアッセイの開発は、大きな前進であり、さまざまな疾患における概日リズムの乱れの評価を促進します。

既存のアッセイに代わる戦略は、ゲノム マイクロ アレイを使用して概日リズムを分析することです。 複数の臓器や組織だけでなく、多くの生物を対象とした多くの研究により、ゲノムのかなりの部分 (2 ～ 10%) が堅牢な概日時計の制御下にあることがわかりました。 重要なことに、これらの数百のリズミカルな遺伝子は、おそらく時間帯固有の機能を反映して、1 日を通して常に発現のピークを示します。 これを基礎として使用して、上田と同僚は、概日時計状態のより日常的な評価を可能にする 1 回の採血から概日時間を評価できる代替戦略を提案しました。 手短に言えば、彼らはマウスの肝臓におけるリズム遺伝子の補体を特定しました。 次に、独自のピーク時刻を持つ約 50 の遺伝子のセットを「時間を示す遺伝子」として選択しました。 次に、これらの時間を示す遺伝子の転写レベルを 1 日の 1 時間で評価し、時間を示す遺伝子の相対的な発現レベルに基づいて、肝臓が採取された時刻を正確に決定できることを発見しました。 これらの研究は、ここで提案するアプローチの原理証明を提供します。 単一の時点からの概日リズムに関するヒトの分子アッセイを確立することで、概日リズム障害を特定し、最も効果的な時間に治療を提供するための体内の生物学的時間を評価することができます。