Идентификация новых циркадных биомаркеров

Циркадные часы находятся не только в отдельных областях мозга, но и практически в каждом органе нашего тела, включая сердце, легкие и иммунную систему. Нарушения циркадных часов, или хронопатология, могут лежать в основе различных форм сердечно-сосудистых, легочных и метаболических нарушений. За последние два десятилетия молекулярные генетики «взломали» часы, чтобы раскрыть его основные биохимические механизмы, очевидные в организмах от плодовых мушек до человека. Эти механистические идеи привели к открытию связи между работой часов и постоянно расширяющимся набором распространенных заболеваний, включая сердечные, легочные, нарушения обмена веществ и сна. Тем не менее распространенность нарушений циркадных ритмов в этих популяциях пациентов неясна, потому что текущие тесты нелегко применять в клинических условиях или их еще предстоит разработать. Возможно, основным ограничением этих методов является необходимость серийного отбора проб в течение продолжительных периодов, по крайней мере, 24 часа, а в некоторых случаях и дольше. Разработка анализа на основе одного взятия крови станет важным шагом вперед, облегчив оценку нарушений циркадных ритмов при ряде заболеваний.

Альтернативной стратегией существующих анализов является использование геномных микрочипов для анализа циркадных ритмов. Многие исследования ряда организмов, а также нескольких органов и тканей показали, что существенные доли генома (2-10%) находятся под надежным контролем циркадных часов. Важно отметить, что эти сотни ритмичных генов проявляют пики экспрессии в любое время в течение дня, предположительно отражая их специфические функции в зависимости от времени суток. Используя это в качестве основы, Уэда и его коллеги предложили альтернативную стратегию, которая позволила бы оценивать циркадное время по одному взятию крови, позволяя проводить более рутинную оценку состояния циркадных часов. Короче говоря, они идентифицировали набор ритмических генов в печени мышей. Затем они выбрали набор примерно из 50 генов с уникальным пиковым временем в качестве «генов, указывающих время». Затем они оценили уровни транскриптов этих генов-индикаторов времени в одно и то же время суток и обнаружили, что могут точно определить время дня, когда была взята печень, на основе относительных уровней экспрессии генов-индикаторов времени. Эти исследования обеспечивают доказательство принципа для подхода, который мы предлагаем здесь. Создание молекулярного анализа циркадных ритмов у людей из одной временной точки позволит нам выявлять нарушения циркадных ритмов и оценивать внутреннее биологическое время для проведения терапии в наиболее эффективное время.