実験医学 2019年2月号 Vol.37 No.3
時間生物学からサーカディアン・メディシンへ
24-hour societyに挑む概日リズム研究のステージチェンジ
- 2019年01月18日発行
- B5判
- 143ページ
- ISBN 978-4-7581-2516-1
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いま，現実の社会に目を向けると，都市機能の24時間化やスマートフォンの普及などのIoT化によって，地球の自転周期に伴う自然のサイクルから逸脱した24時間社会が広がり，生活時間と体内時計とのズレがもたらすさまざまな健康問題が喫緊の社会的課題となっている．一方で，体内時計研究はこの30年で大きな進展を遂げ多くの分子メカニズムが解明されたにもかかわらず，基礎研究の進展が社会に届いていないと言われている．本特集では，24時間社会に向き合い「基礎研究」と「リアル・ワールド」をつなぐ体内時計・概日リズム研究の未来を展望する．
八木田和弘（京都府立医科大学大学院医学研究科）
深夜勤務をはじめとする都市機能の24時間化は，どのような健康問題を生じさせ，どう対処すれば軽減されるのか？「体内時計の分子メカニズム」に「疫学」の視点を加え，実現可能な解決策を模索する研究をご紹介！
目次
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特集
時間生物学からサーカディアン・メディシンへ
24-hour societyに挑む概日リズム研究のステージチェンジ
24-hour societyに挑む概日リズム研究のステージチェンジ
企画／八木田和弘
いま，現実の社会に目を向けると，都市機能の24時間化やスマートフォンの普及などのIoT化によって，地球の自転周期に伴う自然のサイクルから逸脱した24時間社会が広がり，生活時間と体内時計とのズレがもたらすさまざまな健康問題が喫緊の社会的課題となっている．一方で，体内時計研究はこの30年で大きな進展を遂げ多くの分子メカニズムが解明されたにもかかわらず，基礎研究の進展が社会に届いていないと言われている．本特集では，24時間社会に向き合い「基礎研究」と「リアル・ワールド」をつなぐ体内時計・概日リズム研究の未来を展望する．
24時間社会の課題
交替制勤務の健康影響【久保達彦】
本邦における深夜業従事者割合は21.8%，推定従事者数は1,200万人に達している．“最も一般的な職業暴露”と称される深夜業あるいは交替制勤務による健康影響は多彩で，睡眠障害などの早期影響から，肥満等の中期影響，晩期影響として循環器疾患，悪性腫瘍リスクも上昇すると報告されている．一方，現代社会は交替制勤務をなくすことはできない．ヒトの概日リズムの簡易測定評価技術の開発という技術革新をもってこの課題に決定的なブレークスルーをもたらすことが強く期待されている．
140年前の電球発明以来，光の消費量は増加の一途を辿っており，現代人はこれまでに人類が経験したことのない程大量の夜間の人工光を浴びている．光情報は生体リズムに最も強く影響し，不適切な光曝露は生体リズム障害や関連する疾病の原因になっている可能性がある．しかし，リアル・ワールドの光曝露に関する研究は乏しく，その健康影響についての十分な知見がない．本稿ではこれまでの実験研究の結果を紹介し，われわれが実施する疫学研究のデータからリアル・ワールドの光曝露とその健康影響について概説する．
社会的ジェットラグ【駒田陽子】
睡眠負債による社会機能低下と，その経済的損失が指摘されている．24時間社会に生きるわれわれは，いつでもどこでも世界とつながることができ，体内時計を軽視しがちである．社会が求めるスケジュールに従った睡眠時間帯と，各人がもつ体内時計や睡眠欲求に従った睡眠時間帯との間には，往々にしてずれがあり，これを社会的ジェットラグという．近年の研究から，社会的ジェットラグが心身の健康に負の影響を及ぼすことが明らかになってきた．日常的によく経験するレベルの睡眠時間帯のずれであっても，パフォーマンスの低下，精神的健康の悪化，内分泌機能の変化と関連することが示されている．健康で豊かな社会を実現するために，個々人でできる対策とともに，社会のあり方の見直しも進めていく必要がある．
概日リズム撹乱と健康問題の因果性に挑む
リバース・トランスレーショナル研究としてのマウスコホート【井之川 仁，梅村康浩，八木田和弘】
ヒトの疫学研究から，24時間社会がもたらす生活時間と体内時計のズレが生涯にわたるさまざまな健康問題と相関することが示唆されている．しかし，概日リズムの乱れがなぜこれらの疾患の発症につながるのか？ 本当に概日リズムの乱れだけで健康に大きな影響があるのか？ これらのヒトの疫学研究では限界があった因果性について，概日リズム撹乱モデル系を用いた前向き観察研究「マウスコホート研究」によって検証するアプローチを紹介する．この挑戦を通し，リアル・ワールドの問題をリバース・トランスレーショナル研究という視点で捉えることによって実験医学的解明が可能な科学的「問い」として抽出するという，新たな概日リズム研究プラットフォームを提起する．
哺乳類概日時計の周期長決定要因を探る【大出晃士，上田泰己】
哺乳類概日時計は，PER–CRY複合体を中心とした転写翻訳フィードバックループとして理解されてきた．しかし，24 時間の周期長が何に依存しているのか，なお不明な点が多い．本稿では，哺乳類の周期長決定要因として「タンパク質安定性制御」と「タンパク質構造制御」の2つの要因があることを論じ，ここに生物種を超えた概日周期長制御機構の共通性がある可能性を議論する．さらに，哺乳類においては，これらの要因からは必ずしも自明ではない第3の特性として「個体レベルで表出する時間制御機構」が存在する可能性を紹介する．
環境時刻と概日リズムとの調和による不妊解消戦略【中村 渉，中村孝博】
生体の概日リズムを制御する体内時計機構は，1日の時刻に応じて多様な生理機能をおのおの最適なタイミングで発揮するよう準備を整えることにより，環境適応を容易にしている．それでは，概日リズムと環境サイクルとの乖離が生じること，すなわち環境周期への適応が破綻することはいかに生理機能の低下に帰着するのであろうか.本稿では体内時計中枢である視床下部・視交叉上核を生体機能の環境適応をはかるインターフェースとして捉え，その加齢に伴う機能変容に起因する性周期不整・不妊について述べる．
概日リズムが制御する免疫応答の日内変動と炎症疾患【榛葉旭恒，生田宏一】
われわれが昼夜の24時間周期の生活を営むように，体内の免疫系も日内変動をもつ．概日リズムを調節する因子である時計遺伝子や神経伝達物質，ホルモンによって免疫細胞のサイトカイン産生や体内循環が制御され，免疫応答の日内変動が生じており，動物の活動期における免疫応答能の増進が観察される．一方で，概日リズム調節因子は免疫系を抑制する作用ももち，概日リズムの攪乱により抑制作用がはずれ，慢性炎症が惹起される可能性がある．概日リズムが免疫系に対して促進，抑制の両面的な作用をもつことにより，免疫系の恒常性を維持していると考えられる．
【フォーラム】概日リズム研究と社会
脳小血管病と概日リズム障害【大山直紀 ，八木田佳樹】
体内時計を標的とした創薬【吉村 崇】
24時間社会に潜む睡眠関連健康問題【三島和夫】
連載
News & Hot Paper Digest
カレントトピックス
ロイコトリエンB4第一受容体は滲出型加齢黄斑変性症の新規治療標的となる【佐々木文之，横溝岳彦】
自然免疫を担うインターフェロン経路における「転写記憶」の発見とその制御機構解明【鎌田瑠泉，坂口和靖，尾里啓子】
潰瘍面から直接的に上皮化を誘導する新規皮膚潰瘍治療法の開発【栗田昌和，鈴木啓一郎，Juan Carlos Izpisua Belmonte，岡崎 睦】
マウス多能性幹細胞から機能的唾液腺オルガノイドを作製【田中準一，美島健二】
クローズアップ実験法
ブレークスルーを狙うバイオテクノロジー
Update Review
研究アイデアのビジュアル表現術
研究室のナレッジマネジメント
ラボレポート留学編
Opinion
バイオでパズる！
関連情報
クローズアップ実験法 Online Supplemental Data
「さまざまな光照射パターンによるRFP-Nanoの局在操作」 関連動画1
「NuMA-RFP-Nanoの光操作による紡錘体の牽引」 関連動画2
「NuMA-RFP-Nanoの光操作による紡錘体の回転」 関連動画3購入方法・送料について
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