概日リズムの乱れが肥満や糖尿病と関連するという研究結果

「Journal of Clinical Investigation」に掲載された新しい研究では、概日リズムの乱れ、代謝の健康、概日運動出力（時計）周期遺伝子の証拠が検討されました。

日常生活は環境と結びついており、概日リズムの進化につながっています。温度、日光、食物、音といった「ツァイトゲーバー」と呼ばれる刺激は、概日リズムを外部環境に適応させます。概日リズムの乱れ、あるいはツァイトゲーバーが人間の健康に悪影響を及ぼすというエビデンスが増えています。代謝の健康と概日遺伝子発現の関係に関する包括的なレビューは不足しています。本研究では、概日リズムの乱れと時計遺伝子発現が代謝の健康に関連する病態にどのように寄与しているかについての理解を深めるため、動物モデルから得られたエビデンスをまとめ、疫学データと比較しました。

動物モデルにおける概日リズム

動物における概日リズムの遺伝的駆動因子は、ショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）において初めて発見され、周期遺伝子（per）とタンパク質（PER）が概日リズムに重要であることが示されました。その後の研究でこれらの結果は裏付けられ、脳および筋肉ARNT様遺伝子1（BMAL1）、クリプトクロム（CRY）、PER相同遺伝子（PER1-PER3）といった重要な時計遺伝子が新たに同定されました。

時計遺伝子が変異したマウスは、食事時間の変化と摂取カロリーの増加を示し、メタボリックシンドロームと肥満、そして活動リズムの低下を引き起こしました。同様の代謝変化は、分子時計の構成要素に変異を持つ他のマウスモデルでも観察されています。

グルコース恒常性と遺伝子発現

グルコース恒常性は、特定のCCGによって制御される特異的な遺伝子シグナル伝達機構によって制御されています。本研究では、膵β細胞におけるBMAL1発現が正常なマウスでは、BMAL1/CLOCK二量体が制御部位に結合し、肝細胞以外の標的への転写を引き起こすことが示されました。BMAL1発現が損なわれたマウスは、耐糖能障害を発症しました。

疫学および人口研究

夜勤労働者を対象とした疫学分析から得られた予備的なエビデンスは、概日リズムの乱れによって代謝の健康状態が変化することを示唆しています。看護師の健康に関する研究では、夜勤に従事する参加者はカロリー摂取量が増加し、睡眠時間が短くなり、肥満になる可能性が高いことが指摘されています。

CCG遺伝子発現と概日リズムの乱れ

18人の看護師を対象とした研究では、交代勤務者の末梢血単核細胞中のリズム遺伝子が日勤勤務者よりも少ないことが分かりました。また、60人の看護師を対象とした別の研究では、ほぼ全てのCCGの発現に差が見られました。別の研究では、22人の参加者が28時間労働を強制的に非同期化し、毎晩4時間ずつ睡眠開始をずらしました。

代謝病理とCCG遺伝子

CCGの発現と代謝の健康状態の間には双方向の関係がある可能性があり、代謝の健康状態の悪化は組織特異的にCCGの発現を変化させる可能性があります。ある研究では、肥満女性28名と糖尿病のない痩せた女性21名を対象に、肥満者において様々なCCGの発現が変化していることが示されました。

結論

時計遺伝子の活性と病的な代謝結果との関連を示す証拠が増えています。概日リズムを乱す物質の影響は、曝露期間と質に依存します。長期間の交代勤務は、内臓が正常なリズムを回復するのを妨げる可能性があります。これらの関係性に関するエビデンス基盤を深め、理解を深めるためには、さらなる研究が必要です。