目次
巻
頭
言
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一 ….. .... ...... .... ・・
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・・・…....本間
0

研一一

第4 回学術奨励賞受賞者論文
晴乳類概日時計振動体一細胞株を用いた動作原理の追求‑.，
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ー田・・
・ ・・・・八木田
総説
抗癌薬の時間治療・ ・
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大
戸

キイロショウジヨウパ工概日時計の温度サイ クル同調機構
分節振動体がノイズの影響を緩和する機構
寿命という生物時間…

......吉井大志・富岡ー‑ 石松 愛 ・ 武 田 洋 幸 堀 川
…
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・
・田
……・…・ ・・ ・••••••••••••••••••••••••••. 一一高木

和弘 . ー
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2

茂弘・
憲治・・

6

一樹
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・ ・ 20由臣. ..... 2 7

技術ノ ート
概 日リ ズム研究におけるルシフエラ ーゼとその応用‑ 中 島 芳 浩 野 口 貴 子 ・ 池 田 正 明 ・ 近 江 谷 克裕
第 1 3 回大会関連記事
第 1 3 回日本時間生物学会学術大会と第 2 2 回国際生物学貰記念シンポジウムを終えて...深
田 吉孝‑ 広田

13

・ 37

毅
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48

I第 13 回日 本時間生物学会学術大会 j と「第 2 2 回国際生物学賞記念シンポジウム j 参加記•••••••. ) 兵板康貴 ・

50

シンポジウム S l フィールド医学と時間医学 ・・ー・・・…・ー・・… ...... ...一ーー・・ー
大塚 邦閉...... 5 4
シンポジウム S 2 精神疾患とリズム j 総括 ・
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・ ・海老津 尚.... .. 5 4
ワークショッ ‑/W2 分子時計研究の最前線 j 総括記事 ・・・・・.. ..... ..・ー…・・・・・…広田 毅 ・・・・ 56
ワークショップW 3 メタボリツクシンドロ ームとリズム J 総括ーー.... ..
. .........前村 浩二 ・・ 57

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第 5 回日本時間生物学会学術奨励賞公募のお知らせ・・… ー・・・…
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第 1 4 回日本時間生物学会学術大会のお知らせ ー・・一........・
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・田
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目
白
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第 2 回国際時間生物学会・・・・・・・・・・・・..一............. ...... ..
. ........... ... ... .................... 本間 研一 …
事務局報告‑
一
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執筆者のプロフイール ・
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・目回 ..一一… ...
日本時間生物学会会則・・・・・・ー ... .... .............…
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賛助会員リスト ..........一
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執筆要領. . . . .
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一
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一
一
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編集後記

60
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75

•••••••••••••••••• 巻 E買 言 ••••••••••••••••••
本間研一
理事長

ほ乳類の時計遺伝子発見を契機 に、世界の研究室を席巻した時 間生物学の分子生物学研究が・ 段落を迎え、世界の仰￨究者たちは新しい地平 に向けて満を持して いる ような今日この頃ですが、会 員の皆さん はいかがお過ごしですか。昨年来、1 :1本の時間生物学にとって、喜ば しい事が続けてありました 。 その 1 つは、日本の 3 大国際貨の 1 つである国際生物学賞の 2006 年度受: 此テーマに時間生物学が採択され、日本人研究者とも馴染みが深いオラン夕、の Serge Daan博士が受賞されたことです。 これは、 l時間生物学が生物学の重要な分 野であることが日本でも正式に認められ、権 威づけられたことを意味します 。 Daan博士は、 H寺間生物学の泰斗である Colin

P ittendrighや]urgen Ascho妊のもとでポスドク時代を過ごし、 今では この分町' の古典とな った 5 編の論文( ]C om p Physio.l，1976) を著 すとともに、その後も彼らの共 同研究者として、時間生物学に おける大きな 2 つの潮流を融合させた功績が認めら れて、今回の受賞に至り ました。 ちなみに国際生物学賞は生物学 者であった H百羽l天皇の在位 60年を記念して制定された格式の 高い賞です。朗報の第 2 は、名古屋大学理学研究科の近 藤孝男

ri l J 成ある賞で、これまで野依良
先生が平成 18年度朝日貨を受賞されたことで す。朝日賞は朝日新聞が主宰す る f
治氏、平 山郁夫氏、

ドナルド・ キーン氏など日本の科学や文化 を築いた人々に贈られています 。近藤先生は、

長年植物や鹿藻類の生物時言￨について研究されてきましたが、 特に R5藻類の分子生物学的な研究で、 生物発光を利用した リズム解析法を時間生物学に初 めて導入し、分子振動という新 しい独創的な概念を提唱したこ とが評価 されま した 。近藤先生の受賞は、日本 l時間生物学会にとりましでも大き な喜 びであります。
、、 高橋敏治先生( 法政大学) を大会長と して、j舌動である学術大会は 、今年 11 月
時間生物学会の最 も重要 な
日本 l睡眠学会( 大井田 ￨監大会長) との合同大会として東京で開催 されます。 日本睡眠学会との合同大会は初 めての試みですが、日本時間生物 学会が「生物リスム研究会 j と睡眠リズム研究が主体であっ た「臨床 H寺間生物」 とが合流して創設された経緯を 考えると、むしろ自然な成り行 きと思えます。 H下今、学術研究 の社
学研究会
会や国民への成果還元が強く求 められているなか、日本時間生 物学会も、基礎 M 究の一層の充実とともに、医学などの応用科学 との連携を推進して行かなけれ ばな らないと感じてい ます。 その観点からも 、日 本睡眠学会との合同大会は 意義深いと 思 われます。 なお、この合同大会に先立 ち、第 2 @ ] 国際 l時間生物学会 ( W C C ) が開催されることがつい最近決ま りました 。 4 年前の 2003年、日本時間生物学会がホス ト学会となり、 札幌市 でE!I大会は米国で S R B R が主催す
第 l 回国際時間生物学会が開催され たことは記憶に新しいところで す。 第 2 I
ること になっていま したが、諸般の事情で日本時間 生物学会が再びホスト学会とし てお 世話することになりました 。経緯等の詳細に ついては、本誌をご覧下さい。
また、 2 年先のことですが、 2009 年に第 6 回アジア睡 眠学会が大川匡子日本 1制民学会理事長( 大川先生は日本H寺間生物学会の理事でもあります ) の主宰で、大阪で開催されます 。 アジア ￨睡眠学会 は10 を超えるアジア各国の 1垂1民学会の連合体で、世界 i睡眠学会連合の傘下団体です。 この度、大 川大会長から日本 H寺間生物学会に対して、アジア睡眠学会との連携大 会開催の可能性が打診されまし た。 日本時間生物学会理事会で検討した結果、2009年の 学術大会をアジア睡眠学会 と連携して開催することが決まりました 。 日本 H寺間生物学会も 、今後アジ'I:'Jいています。今アの ￨時間生物学者と積極的に連携し ていきたいと考えております。 大会の日 H寺は 10 月上旬と I
1事会 までに、 大会長や日程を決めて会 員の皆さんにご報告したいと思 います。
秋の J11
日本 H寺間生物学会は会 員数( 約 600名) の割には学会参加者や、 i寅題発表数が多い 、小 なりといえども非常に活発な学会です。純粋に 学術的 な学会としては丁度良いサイズ の会かも知れません。 この活性を維持するとともに、会員の相互刺激を通じて 、日本の時間生物学をさら に発展させて行きたいと思いま す。 会員の皆さんのご活躍を祈念致します。
liJ 生物学
1寺J

Vo l. I3.No. l. (2 00 7)1

抗癌薬の時間治療

大戸茂弘
九州大学大学院薬学研究院薬剤学

生体には体内時計が存在し 、多くの生体機能をコントロールしている 。そのため約 24時間を周期とする生体リズムが認められる 。また、 薬の効き方を決定する薬の体内での動き
方 や 薬 に 対 す る 生 体 の 感 じ 方 も 生 体 リ ズ ム の 影 響 を受ける( 時間 薬 理 学 :Chronopharmacology)。時間薬理学は、投薬のタイミングを考慮して効果を最大に、また副作用を最小にすることにより医薬品適正使用の向上を指向した学問分野である 。一方 、抗癌薬の薬物治療において、癌細胞に対し抗腫蕩効果を最大にする点と正常細胞に対し毒性を最小にする点が重要である 。従って 、生体の中で細胞の感受性や薬物動態が時間と共ムにあわせ持続点滴速度を変化させたに刻々と変化しているような状況下では 、生体リス、り、適切な投薬タイミングを選択する必要がある 。抗癌薬の効果の標的臓器となる癌細胞や副作用の標的臓器となる正常骨髄細胞の D N A合成能には日周リズムが存在する 。そのため生体リスムを考慮 して 、抗癌薬の効果を増強し、副作用を軽減することが可能となる 。
治療において、抗癌薬に対する生体の感受性 (癌細胞および正常細胞の細胞動態) および薬物動態の日周リズムをモニターし、生体リズムの中で何を指標に投薬タイミングを設定するかが重要である 。生活環境、疾患症状、治療状況により生体リスムの位相や振幅が変容するため、投薬時刻が重要なのではなく個々の生体リズムにマ ッチした時刻に投与する必要がある 。

1 . はじめにi長l支依存性作用 !1下 (typeJ包作用様式から、 l

生体には体内時音￨が存在し、多くの生体機能をコ

問依存性作用群 (type I ) に分類される 2ヘ 濃度依

ントロ ールしている 。そのため約 24時間を周期とす、
存性作用群に は、アルキル化剤、抗癌性抗生物 質

る生体 リズムが認められる 。 また、薬の効き方を決白金誘導体、定する薬の体内での動き方や薬に対する生体の感じ異性薬剤が分類され、 一回大量投与法または中等量。 従って投薬タ
方も生体リズムの影響を受ける 4，20 制間欠投与法が有効である 。時間依存性作用群には、イミングを考癒することにより薬の有効性や安全性

代謝措抗剤や植物性アルカ ロイドなどの期特異性薬を高めることも可能となる 。抗痛薬も 代表的薬物の剤が分類され、長期頻回分割投与法、持続点滴投与一つである 。一般に抗癌薬の効果は、薬物動態、薬法ま たは間欠投与法が有効である 。以上が抗癌薬の力学および癌細胞の感受性により規定される 。 また

l kill kinetics からみた 一般に推奨されている投与
cel

感受性は、癌細胞の増殖状態、細胞周期によって異方法である 。 しかしながら、生体の中で細胞の感受なることが知られている 。一方、抗癌薬の薬物治療

性や薬物動態が時間と共に刻々と変化しているよう

1 ) とH寺

トポイソメラ ーゼ阻害剤などの周期特において、癌細胞に対し抗腫焼効果を最大にする点な状況下では、生体リズムにあわせ持続点滴速度をと正常細胞に対し毒性を最小』こする点が重要である 。

変化 させたり 、適切な投薬タイミングを選択するこ

しかし強力な抗癌薬は開発されているものの、そのとにより、効果を増強することや副作用を軽減する

重篤な副作用のため治療を中 断せざるを得なくなり、ことも可能である 。

その作用を発揮できない場合が多い。抗癌薬は殺創1
ohdo@ phar. kyushu‑u.ac.jp (〒8 12‑8582
V o 1.l 3 . N o . l (2 0 0 7 )‑ 6 ‑非 H o d g k i n リンパ腫

健常成人骨髄
120

。ト

120

IJ

、
否

イ 1/

i

吐 100

t遅
4日
差

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。

100

80
4

8

12

16

20

。

採取時刻

4

8

12

16

20

採取時刻
(n=19‑31 ，mean 土 S.E.)

図 1 非 Hodgkin リンパ腫傷患者 (18名男子、 6 名女子) および健常成人 (男子 16 名) を対象とした骨髄細胞の D N A 合成能の 日周リ ズム問。24 時間の全テ ータ平均を 100 % とし、各時点毎に平均と標準誤差( % ) を示す 。

2. 薬物活性の日周リスム

から紹介する 2.1 ，
1}。

多くの薬物の効果、副 作用および薬物動態が 、投薬時刻により異なることが知られている 。その機序としてレセプタ 一機能、判所' 圭伝達物質などの生体の感受性や吸収、分布、代謝、羽￨二世などの薬物動態の日周リズムが関与している 。 さらに、薬物動態の日

3 ‑ 1. 6 ‑ メルカプトプリン、 メ卜トレキサートの併用療法
急性 リン パ球' 性白 血病小児患者を対象と した 6 ーm'

メルカプ トプリン、メ トトレキサート の

周リズムの機序として 肝機能、腎機能、薬物 結合蛋

用療法に関する ￨臨床試験成績について紹介する 2。
引 維持療法

白量、胃内 p H 、薬物の胃内通過時間などの日周リズとして、 6

ムが関与している 4 1。抗癌楽の共通した副 作用としサー トを 一週間毎に、ピンクリ スチンとプレドニゾ

メルカプトプリンを何: 日、メトトレキて骨髄抑制や消化管障害がある 。すなわち、活発にロンを 一 ヶ月毎に投与している 。朝投与では、増殖を繰り返している 骨髄細胞や消 化管細胞は抗癌

メルカプ トプリンおよびメ トトレキサー卜が午前

薬による副作用の標的臓器となりうる 。健常人の骨10: 00 時前に投与された。一 方、夜投与では、午後髄細胞の D N A合成能には、活動期に 高値を 、休息期

17: 00 時以降に投与された 。その結果を図 2 に示す

6 ‑に低値を示す有意な 日周リズムが認めら れる (図が、 78 週以上再発が認められ ない患者の生存率 は、1 ) ヘ 同様の所見は、直腸粘膜細胞で、も認められ朝投与で 8 2 例中 3 8例で 4 6 % であった。一 方、夜投与る 5 ) 。一 方、癌細胞の D N A 合成能にも日周リズムがでは 36 例中 23 例で 6 4 % と有意に高い。 これらの機序認められる 2九 すなわち、生体内では 抗措薬に対すとして、まず生体の感受性の側面より、 毒性の標的

る細胞の感受性が時間と共に変化していることが推l臓 器である骨髄および 消化管粘膜の D N A 合成能に察される 。実際に、 S 期特異性薬剤であるメ ト 卜レ

は、活動期に最高値を示す有意な日間リズムが認め

キサ ート や塩酸イリノテカンの抗腫傷効果や副作用

D N A 合成リズムと関連し て合成能が低下する時間帯には S期特異性薬剤である 6‑ メルカプ

および抗癌薬と併用さ れる頼粒球コロニー刺 激因子(G‑CSF) の白血球増加作用は、癌細胞や正常細胞の細胞動態 (DNA合成、標的酵素、レセプタ ー数) や
薬物動態の日周リズム と関連して投薬時刻に より変化す る引22.2，1)

られる 5.271 0

トプリンおよびメ トトレキサート の毒性が軽減できるため増量が可能である 。次に薬物動態学的側面より、両薬物の血中濃度は 、い ずれも夜間投与時に高まる方向に薬物動態値が寄与している 。以上の結果を考慮すると、夜間 投与時は正常細胞の D N A 合成

3. 抗癌薬の時間薬物治療の具体例
種々の抗癌薬に関して 時間薬理学的所見が報 告されているため薬力学的 側面および薬物動態学的側面
H寺間生物学が低下している H寺間部; であり、薬物濃度を高濃度に維持することが可能となり、 毒性を誘発することな
く、効果の増強につながったものと思われる 。

Vo I.1 3.No .l (200 7)

7

1. 0

対象，
急性リンパ球性白血病の小児患者 (118 名
投薬時京11;
朝投与 (82 名) 、タ投与 (36 名)

。
》"
E
ω

.23 .6
ω

E

薬斉1];

0

'o .4

6‑メルカプ卜プリン (6‑MP 、1回/ 日)
メトトレキサ一f " ‑ ( M T X 、1 回/週)
ピンクリスチン、プレドニゾン (1 回/月)

〉

.D

0

a.

2

。。

一一一 ，
朝投与
，夜投与

20

40

60

80

100

120

140

160

200
180

W e e k s from diagnosis

図 2 急性リンパ球性白血病の小児患者を対象とした時間薬物治療の有効性の評価回。 実線; 朝投与、点線 ; タ投与。

3 ‑2. フルオ口ウラシル 、オキサリプラチン、口性 が 軽 減 で き る た め 増 量 が可能であり、逆に D N A
合成能が高 まる l時間帯には毒性が増強されるため減イコボリンの併用療法
大腸痛患者を対象としたフルオロウラシル 、オキ

量 する必要がある 。 次に薬物動態学的側面よりフル

サリプラチン、ロイコボリンの併用療法に関する臨
床試験成績について紹介する l九 投与方法は、点滴Schedule A
ml/h
1. 2 i 5 ‑ F U
1.0 十一一一一一ーユ
1.......
F o.lac.
.
0.8 イ.........喧

速度を 一定にした場合 (24 時間を通 して 一定量) と不定にした場合( フルオロウラシル、ロイコボリン
を午前 04 ・00 に最大量、オキサリプラチンを午後 16:

0.4 i
0.2 I

00 に最大量 とした時間薬物治療) で比較検討してい

o

ー
引
...
5品 g lu c o s e
̲ ..σ

h

10

る( 図 3 )。表 1 に示すように 、5 0 % 以上の腫傷の縮小を 示す奏効率は、 f I 寺間治療で、有意に高い。 また重(constant;去)、m l! h

篤な消化 器障害や神経障害のため治療を中断あるい

16

Schedule B (chronomodulation;:去):1

は中止した症例は、時間治療で有意に軽減される 。
これらの機序として次のことが考えられる 。 まず生

11，"O "H nP "'‑ 11 s;;111 // 卜体の感受性の側面より、毒性の標的臓器である骨髄1022;Fo .la 己¥

11

5‑

11

V

刊
山
、、u

お よ び 消 化 管 粘 膜 の D N A合成能には、活動期に最高 値 を 示 す 有 意 な 日 周 リズムが認められる 5.1 5，
2九

D N A合 成 リ ズ ム と 関 連 し て 合 成 能 が 低 下 す る 時 間
帯には S期特異性薬剤lであるフルオロウラシルの毒

国 3 大腸癌患者を対象としたク ロノポンプによる時間
薬物投与計画回。 5‑F U ; フルオ 口ウラ シル (600m g/m 2 ) 、
Fo.lac.; 口イコポリン (300mg/m ')、卜OHP; オキサリ プ
ラチン (20 m g/m ')、 5 日投薬 + 1 6 日休薬

表 1. 大腸癌患者を対象とした投与方法による効果および劃作用の比較 15 )

投与方法
指標

患者数
( 効果)

1寺
11日生物学

8

一定速度

不定速度
(11寺問治療)

93

93

統計解析

5 0 % 以上の J重傷縮小
高( IH乍)羽)27 (29%)<47 (51%)

P<0.05

中止，中断した症例

47 (51%)26 (28%)

P<O.Ol粘 Jj莫炎70 (76%)13 (14%)

P<O.Ol

末梢キ111 経 障害

29 (31%)>>>14 (16%)

P<O.OlV o l.l 3 .No.l (20 07)

オロウラシルを代謝するジヒ ドロ ピリミジンデヒド

薬物動態の 日周リズムが関 与 している 。一 方、J l 重傷

は休息期に最高値を示すが、ロゲナ ーゼ (D P D) 活伯ニ

マー カーや副作用の指標である白 血球数にも有意な薬物 濃 度 は 最 低 値 を 示 す。 D P D 活性が低下する l時

日周リズムが存在する 。 また 薬物濃度も投薬 H寺刻に

間 帯 に は フ ル オ ロ ウ ラ シ ル の 減 量 が必要で、逆により異なる 。 その ため 薬効評価liや T D M (治療学的薬

D P D 活性が高まる H寺間帯に は増量が可能である 。

Ill侍刻に十分注
物モニタリング ) の実 施に ￨燦 し、採 Jl

またシスプラチンによる吐き気や腎毒性はタ投与時

意しな ければ、誤 った評価に つながるであろ う。

と比較して朝投与時に高く、シスプラチンの腎か らの排世量の投薬時刻による差異が関与している 山

4. 体内時計の分子機 構 から み た治療の可能性
現在、添 付 文 書 な ど に 投 薬 H寺刻 が 明 示 され るに

3 ‑3. ドキソルビシン、シスプラチンの併用療法

至っ ているが、時 間治療をさらに展開させる上で 、

表 2 は、卵巣癌患者 (F I G O stage m ，IV 、年齢 29

生 体 リズムに個体差が存在する点が大きな支障と‑ 8 7 歳) を対象に治療効果および延命効果を指標になっている 。 そのため、これまで、蓄積された時間 薬

時 間 薬 物 治 療 の 有 効 性 を 検 討 し た 結 果 で あ る1九

理学的所見を 整理して体系化していくことが必要と

9 ヶ月間j28 日あたり 6 0 m g/m 'の ドキ ソルビシンおなる 。 このような背景から、 H寺計遺伝子に関する情

よびシスプラチンが投与された 。投薬時刻を 考慮し報に基づき l時間治療の今後の展開について紹介する 。

ない方法 ( U 法) 、06:00 時 に ドキ ソルピシン 、18 :00

最近の創薬研究においては、ゲノム情報の解析に)、 06 ・00 時に
時にシスプラチンを投与する方法 (A 法

閲する最新の技術を応用して、各種疾患の成因に関

シスプラチン、 18:00 時に ドキ ソルビシンを投:与ーす

連する蛋白を同定し、それらに対する特異的な分子)、 一 ヶ月毎に A 法および B 法 を交互にる方法 (B 法

標的治療薬を 開発す ることが望まれている 。 これに使用する方法 (A/ B 法) の 4 方法問で比較検討して

富JI 薬研究は、従来の天然物の化学構造修飾か ら
io‑l'v、いる 。その結果、投薬時刻を考癒した時間薬物治療

分子標 的あ るい はゲノム情報に 基づいた研究に大 きにより延命効果が有意に改善する 。 また A 法と比較

くシフ トし ている 。特に 抗痛 薬の 開発では、従来のして B 法では、投与量 を減量 したり投与継続が困難

化学療法斉JI ほど強い副作用を示さずに ￨臨床効果を 示

な症例や出血および感染のため輸血 を必要と する症

す ことから、分子標的治療薬への期待が高 まってい

例 の頻度が、有意 に増加する 。 これらの機序としてる。 こうした状況の中で、癌細胞の増殖およびJfn 管

ドキソルビシンによる骨髄毒 性は 06:00 時投 薬と 比I 胞増殖因子に日周 リスムが新生に関わる I血管 内皮市U

較して 18:00 時投薬で高く、これにはドキソルピ シ

存在し、時計遺伝子により 制御 されているこ とが明ンのク リアランス の投薬時刻によ る差異が関与 してら か と な っ た 11. 18) 0 Sarcoma180 、 Lewis lung carc 卜

い る。 またシス プラチンに よる吐 き気や腎毒性は

n o ma 、B 16 m ela n o m a の各 11重傷を移植したマウス を

18: 00 時投薬 と比較し て06 :00 時投薬で高く 、シスプ

対象に、 血管新生阻害薬 は、明則 (休息期) 開始時:il!t量の投薬時刻による 差異が関ラチンの腎からの羽 I

m (活動期 ) 開始H寺
刻である 07 :00投薬において、 H音J。
与 している 川刻である 19:00投薬と比較してより 高 い抗腫蕩効 果

以上のように種々の抗癌薬の効果や副作用が投薬。 さらに、 S arcom a180 の腫傷血管新生 に対を示す則時刻により異なり、その機序として D N A合成能 やして、抗腫蕩効 果が増強された 07:00投薬時におい表 2 . 卵巣癌患者を対象とした抗癌薬の効果に及ぼす投薬時刻の影響10)

投与方法

患者数

延命効果
( 月数の中央値)

60 ヶ月 lヨ
の生存率

15

17

。

A法

17

42

50

B法

20

32

11

A /B 法

11

U法

(%)

78

U 法: 投薬 H寺刻を考慮しない方法
A 法: 06:001時にドキ ソルビ シン、 18:001時にシスプラチンを投与する方法
B 法 06:001時に シスプラチン、 18 :00 時にドキソルピシンを投与する方法
A /B 法 '一 ヶ月毎に A 法およ びB 法を交互に使用する方法

u

H寺 日生 物 学

. 1 3 .No. l (2 0 0 7)
VoI

‑

9

て
、 19:00投薬と比較してより高い血管新生阻害効

boxes を介 して C L O C K ‑ B M A L 1 により促進し、果を示す。その機序として、血管新生阻害薬の標的

P E R とC R Y により抑 fliりされる 。D B P が肝臓におけ酵素の 一つである M e t A P 2 (メ チオニンアミノベプ

るアルブミン遺伝子や数種の P450分子 (steroid 15

チダ ーゼ 2 ) の腫場組織内における 活性 は
、 H音期後α‑hydroxylase (Cyp3a4) 、coumarin 7‑hydroxylase

三￨土から明野j前半に 高値 を示す有意な日周 リズムを示(Cyp2a5) ) の転写を fili J 御し、転写活性が日周 リズム

す。 さらに M e t A P 2 の活性は、抗腫傷効果および血を 示 す i九 P AR‑domain basic leucine zipper ( P A R

管新生阻害効果が増強した 07:00投薬において、 19 ・bZip) 転 写因子 D B P 、H L F お よ びT E F のトリプル

00投 薬 と 比 較 し て 有 意 に 抑 制 さ れ る 。 MetAP2

ノックアウトマウスを用いた研究で、 P A R bZip タ

m R N A の転写には、時計遺伝子の Feedback loop機

ン パ ク がcytochrome P450 enzymes、carboxyles‑

構が関与ーしており、この振動体が刻むリズムによっterases、aminolevulinic acid synthase ( AL A S 1)、てM e t A P 2 の発現に日周リズムが生じている可能性

P450‑oxidoreductase (P O R ) 、 sulfotransferases 、が示唆された 。生体リズムの分子機構をふまえた血

glutathione‑S‑transferase (GST )、aldehyde dehy‑

管新生阻害薬の時間治療を考えた場合、 M e t A P 2 のdrogenases、UDP‑glucuronosyltransferases、m e m ‑活性が上昇する明則前半に投薬することで、血管新bers of drug transporter families および、
constitutive生阻害薬が効果的に作用し、より 高い抗腫傷効果がandrostane receptor ( C AR ) の ような 薬物代謝お よ

得られると考えられる 。 このような時間生物学的なび解毒に関わる多くの酵素の発現を制御しているこ観点からのゲノム創薬のアプローチは、癌治療におとが明らかにされている 9 ) 0 P A R bZip タンパクは、ける新たな分子標的治療薬の創製に重要であり、分

C Y P 2 A 5 、C Y P 2 C 5 0 およびC E S 3 のような解毒に関子標的治療薬の時間治療への今後の展開が期待されわる酵素の発現を制御している 。 P A R bZip タンパ

る。その他の作用機序をもっ薬物に関しでも同様の、 CYP2
クにより制維I1 され日周リズムを示す C A R は所見が認められる 11 )。 またこのような増殖因子は腫B10 のような解毒に関わる酵素の発現を制御してい療で過剰発現しており、このリズムを 診断する ことる。P A R bZip とC A R の両タンパクは、病原体に対により、種々の分子標的治療薬の抗 J重傷効果を増強する防御機構に関わる A L A S 1 やP O R を制御していできる至適投薬タイミングを設定することが可能でる。今後種々の薬物代謝酵素お よびトランスポー

ある 。一方、正常細胞の分裂リズムを制御しているターなどの日周リズムの成因を解明することにより、Weel 遺伝子も時計遺伝子により制御されており、

薬物動態学的側面から投薬タイミングを設定するた

このリズムを診断することにより、種々の抗腫傷薬

めの生体リズムマーカーを抽出することも可能となの副作用を 1珪減できる至適投薬タイミングを設定すろう 。

ることが可能で、ある i九 今後種々の標 的分子および生体 リズムは、健康を保持・ 増進させる 上でも 重レセプターなどの日周リズムの成因を解明すること要な役割を果たしている 。生体リズムの破綻が不眠

により、薬力学的側面から投薬タイミングを設定すや胃腸障害などを引き起こし、持続的に続くと精神るための生イ本リズムマ ーカーを抽出することも可能

疾患などの慢性の疾患を生じることも少なくない。

となろう 。

一方、薬物治療中に ￨睡眠 ・覚醒の サイク lレ、コーチ

抗癌薬の抗腫療効果および副作用は、薬力学的側ゾール、体i
間
瓶町
RiL などの生{ 体木リズズ、ムが変容することが注面のみならず薬物動態学的側面により影響を受ける 。

目され虫始台めている ω

肝臓は薬物代謝や解毒を行う重要な臓器である 。肝腫蕩およびび、慢性肝炎治療などに 隔
1ド￨幅1腐l 高広く使用されてい臓では多くの遺伝子が日周リズムを示す。 ラッ トのるが、重要な副作用としてリズム障害 と関連の深い肝臓を対象としたマイクロアレー解析の結果、 3906

うつ状態、不 1民、自殺などが報告されている 1 31 0の対象遺伝子の中で約 3 0 % の遺伝子が明瞭な日周リ

IFN 非投与時には、 ヒトにおいてリンパ球数は 08:00

ズムを示す 7) 。その 中で約 9 0 % の遺伝子の振幅強度

時頃に最低となり、 22 ・
00 時頃に最高となるが、コーは1 . 5倍以下であり、 67 の遺伝子が明 ￨僚な日周リズ

チゾール濃度は 08 :00 時頃に最高となり、 22:0011寺頃ムを示す。 これらは、遺伝子の転写、薬物代謝酵素、に最低となる 。 これらのリズムは I F N を08:00 時頃

トランスポーター、シグナル伝達および免疫関連のに連日投与するとリンパ球数は低値を維持し、コー遺伝子である 。 S C N や肝臓でリズミックに発現してチゾール濃度は高値を維持する 。すなわち正常なリいる D b p は出力系の遺伝子であり、時計遺伝子によンパ球数とコーチゾール濃度の逆相関関係は崩れリり制御されている 29.3ヘ す な わ ち D b p の転写は E‑

ズムは消失する 。一方、I F N を22:00 時頃に隔日投与

時/l U生物学

nu

V o I.l 3.No.l (2007)

すると正常に維持される 。以上の結果は、 IF N を夜に操作することにより至適投薬タイミングを容易に間に投与し 、かつ隔日に投与することが生体リズム

設定可能な新規時間治療法の開発につながるものとを崩さない理想的な投与方法であることを示してい思われる 。

る。 しかしながら、 IF N の生体 リズム障害の機序に

以上のように、体内時計の分子機柄を考慮するこ

ついては明らかにされていない 。そこで、マウスをとで、 生体リズムマーカーのモニタリ ング、薬物誘対象に、体内時計の本体である視交叉上核の時計造

発リズム障害の防止および生体 リズムの操作を基般伝子の H 周リズムが薬物投与中に如何 に変容するかにした時間治療が効率 よく行われることが期待されを明らかにすること、および時計遺伝子の日周 リズ

る。

ム障害を克服するための至適投薬設計を構築することを目的に以下の検討を行った 。マウスを対象とし

5. おわりに、 IFN による生体 リズムの障害が末梢のみならずて。 薬物
S C N でも認められることを 明 らかにした 12 却
ゴ1=投与 H寺には S C N のPerl 、P er2 、Per3 m R N A 発現の側面より紹介した 。治療に ￨際し、少なくとも以下

量はそれぞれ明朗( 休息期) 前半、後半、中間に最の点を考慮して治療指針を 構築すべきであろう 。

、 IF N の連続投与によりそれらの高値を示す。一方

1 ) 抗癌薬に対する生体の感受性お よび薬物動態のリズムの振 l隔は顕著に低下する 。 Per遺伝子の転写

日周リズムが如何 に制御されているか、治療にお い

α'ock および:BmaJl のm R N A も抑制ていずれが相対的に重要である か、生体 リズムの 1:1‑1される 。 IFN による l時計機能障害 は活動期前半の投で何を指標に投薬タイミングを 設定するかが重要で薬で認められるが、休息期前半 の投薬では認められある 。そのため疾患の症状、薬に対する 生体の感受ない。 この結果は上記ヒ トでの所見と類似している 。

、 薬物動態の日周リズムの 制御機構を解明するこ性

また S C N における IF N レセプターには活動期に 高値とが急務である 。

を示す有 意なリズムが存在するため、時計機能障害

2 ) 生体の感受性の側面から細胞動 態 (細胞周期やの投薬 l時刻による 差の機序として考えられる ヘ こ

標的酵素の動き ) の日周 リズムが、正常細胞と痛細のような現象は 他の薬剤でも認められ、生体リズム胞との問で同じか興なるか( リズムの位相が同じかの障 害が発癌の頻度を高める ことも知られている 。

異なるか) が重要である 。位相が異なる; 場合は正常

そのため IFN 以外の薬物に関 しでも生体のホメオス

利￨ 胞の感受性が低く 、繊細胞の感受性が高い時刻にタシス機構を維持しながら治療していく ことが、副投薬することが望ましい。位相 が同じ場合は、薬物作用、合併症の防止という点で極めて重要で、ある 。

を用い刻1 胞動態を 制御することにより 細胞種聞に位本研究結" * は、薬が体内時計の時計遺伝子に異常を相の差異を見いだすことも可 能である 。

引 き起こす可能性があること、そして、このような3 ) 対象が患者であるため生活状態 、病状および輸有害反応は投薬スケジ ュ ール を最適化することで避液や薬物の投与方法により リズムの位相や振 1隔が変けることができ、またそうすべきであることを 示 し化する 。 このように生体リズムの位相や振幅が個人ている 。

毎に異なるため、投薬 1寺刻が重要なのではなく個々促進因子である

種々の薬物が、体内時計に作用 し、生体リズムの位相を変化 させる 。光刺激は主観的暗期に特異的に
体内 H奇計の位相を変化 させるが、多くの非光刺激は種々の抗癌薬の効果、副作用の 日周リズムについ

l二体の感受性および薬物動態て紹介し、その機序を との生体リズムにマッチした n寺刻に投与することが重要であ る。
基本的には、

仁記の点を考慮し、最終的には、効果および副作用の日周 リズムに及ぼす生体の感受性な非光向調因子としては、薬物、 lflJJI浪給餌などが知と薬物動態の日周 リズムの相対的寄与を考慮した 上られている 。例えば、摂食条件を繰り返し操作する、 最適投与方法および投薬タイミ ングを設定するでことにより、末梢での ￨時計遺伝子の日周リスムが摂ことが重要で、ある 。 これまで経験的に行われている

食￨時間常に応じて変化する ことが知られている 6 ) 。

1 日 2 回あるいは 3 回均等分割する投薬設計を 、生

逆に薬物や摂食条件を操作する ことにより、生体リ

体リズムを考慮して治療効果が 望まれる時間帯に高スムを調整したり 、意図的に変化 させることも可能

用量、不必要な時間帯には投与 量 を減量するとい っである 。すなわち、先に記載した生体 リズム診断にた試みだけでも医薬品適正使用 の向上につながるで基づき生体 リズムに応じて至適投薬タイミ ングを設あろう 。多くの生体機能や疾患に日周 リズムが認め定する従来の時間治療に対し、 生体 リスムを積極的られるため、個々の生体リズムにマッチした投薬タV o 1.l 3.No. 1 ( 2 0 0 7)

イミング、投与方法、 製剤の工夫が望まれる 。薬物

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キイ口ショウジョウバエ概日時計の温度サイクル同調機構
吉 井大志 1 占・富 岡憲 治 2
1

U niversity of Regensburg ，Institute of Zoology
2 岡山大学大学院自然科学研究科

地球の自転によ ってもたらされる約 24 時間の温度サイクルは 、光サイクルと共に概日時
計にと って重要な同調因子である 。 しかし 、概日時計がどのような機構によ って温度サイ
クルに同調するのかは大部分未解明で ある。キイ口 ショ ウジ ョウパ工を用いた概日時計の研究はここ十数年のうちに急激な進歩をと げ¥ 数個の時計遺伝子で構成される自己調節
フィードパ ックループが振動の中心機構であること が明らかにされている 。現在、われわ
れを含むい くつかの研究グルー プがキイロ ショ ウジョ ウパ工を用いて 、概日時計と温度との関係を研究しており 、少しずつ温度サイ クル同調機構が明らかにされつつある 。キイ口
ショウジョウパエの歩行活動リズムは恒明条件 、温度一定下では無周期になるが 、温度サ
イクル下ではその温度サイクルに同調したリズムを示す 。時計突然変異系統では活動リズ
ムの温度同調性が異常になること 、時計タンパク 質 、時計遺伝子の周期的発現が温度サイ
クルに同調することから 、温度同調機構の背後 には自己調節フィードパ ックループが関与することが明らかにされた 。 また概日時計の温度入力系の研究も進められており 、n o r p Aとnocte の 2 つの遺伝子が温度入力系に関わる 遺伝子であることが最近同定された 。

(dCJk )、c ycle (cyc )の転写産物 d CL OC K (dC L K)、

1. はじめに1971 年 にKonopka とB enzer はキイ ロ ショウジョC Y CL E (C Y C) は 2 量体を形成し、 p e r 、 tim θJess

ウパエ (DrosopJuJa m eJanogョster) を用いて、歩行(ti m ) の m三写を活性化させる 。p er 、 tim の m RN A

活動リズムと羽化リズムが恒H音条件下で無周期、短量 は夕方にピ ー クに達し、翻訳されたタンパク質の周期、長周期のリズムになる突然変異体を 3 系統分

発現量 は夜の後半にピークに達する 。p er 、 ti m の離することに成功した 11 )。 それぞれの変異は X 染色

産物タンパク質 P E R I O D (P E R)、T I M E LE SS (T I M)

体の同じ遺伝子座に生じていたことから、その遺伝は 2 量体を形成し、夜の後半に核内に移行し、子を p erIo d (p er) と命名 し、それぞれの突然変異体

dC LK‑C Y C の転写活性を 抑制 する こと で自身の転写をp eriod (p e r 、) periodを抑制する 。 この 負のフィー ドパックが約 24 時間 の

O

ShO

O

Long

"

( p e r ) 、p eriod(p e!‑ ) と命 名 した 。 この発見が概日 H守計機構を遺Cytoplasm

伝子レベルで明らかにしようとする研究の始まりと言 える 。 1990年には Hardin らがp er 迫
イ云子の m RN A
が周期的に変動していることを発見し、概日リズムの背後にはフィ ー ドバ ック ループ機構が関 与していることを提案した 7 ) 。 この後 、次々 と概日時計に関わる遺伝子が発見され、フィードパックル ープの構
成因子( 時計遺伝子) が徐々に明らかにされた 。現
在では相互に連結した 2 つのフィードパックル ープが存在することが提案されている (図 1 )九フィードパックル ー プの構成因 子である dCJock
因 xlOOdc@ netscape.net

H寺間 生物学

図 1 キイ 口ショ ウジョ ウハヱ概 日時計の分子モデ ル。
詳細は本文を参照。

(Universi
taetsstrasse 3 1. 93053 Regensburg. Germany)

VoI. 13 .No. l (2 0 0 7 )つd周期で循環することで、時計タンパク質 P E R 、T I M

2. 温度同調性の発現量が概日振動する 。最近、この d C L K‑C Y C と

温度サイクルへの向調は、 1968年に Zimmerman

PER‑TIM に よ り 構 成 さ れ る 負 の フ ィ ー ド パ ッ ク

らがウスグロショウジョウパエの羽化リズムで報告

ループに加えて、 VRILLE (VRI)、 PDP1 が関与すしている 32) 。 しかし、キイロ ショウジョウパエでは、

る 2 つ目のル ープが発見された

ょうやく 1993 iJ三にWheeler らにより、歩行活動リズ

dCLK‑CYC は
per 、 tim とほぼ同じ{ 立相で vn 、Pdpl の1伝写を活ムに温度阿部l性が見られることが報告されている z九

性化し、それぞれのタンパク質の発現は夕方にピー

W h e eler らは恒 JI音条件下で振 lIli¥ 1 OC の25 C / 26 C 、

21
0

0

0

振幅1 . 5 C の25 C / 26. 5 C 、振 l隔 3 C の25 C / 28 C
0

0

0

0

0

0

因子であり、 PDP1 はdα'k の!
1li 写活性化 因子である 。

の温度サイクルをキイロショウジョウパエに与え、これらの転写因子によって、 dCJk が周期的に転写

その歩行活動リズムを計‑i
Jljl した。振 pIli¥ l C の温度サ

制 御 を 受 け て い る 。PER‑TIM の ル ー プ と VRI、

イクルではほとんど同調が見ら れなかったが、PDP1 のル ープが互いに連結し、相互作用 すること

1. 5 C 、 3 C と祖度サイクルの振 l隔が大きくなるにによって、より安定な約 24時間周期のフィ ー ドパッ

従って同調する個体の割合が増えた 。 さらに 、同調クを生み出 していると 考えられる 。

した個体の活動パターンを解析すると、温度低下開光は概日時計にとって最も重要な向調因子である 。

O

0

0

始時刻よりも 2.51時間前から活動が増加すること が他の生物でもそうであるが、キイロショウジョウパ

明らかになった 。 これは、ハエが温度低下開始時刻

エでも概日時計の光同調機構は、分子レベル、組織を予知していることを示しており、温度変化に対すレベルでよく研究されている 。最も強力な光同調経る直接反応によって起こる活動変化ではなく、概日

路 は 、 脳 内 の 青 色 光 受 容 分 子C R Y P T O C H R O M E

時計の温度サイクルへの同調であることが示唆され(CRY) を介した経路であると現在のと ころ考えられている 61 0 C R Y は時計細胞内で光を受容するとT I M に結合し、 T I M を分解に導く I1。 この T I M の分解によって P ER‑TIM 2 量体が減少し、フィードパ ッ

す、

歩行活動リズム以外に匂い物質 に対する触覚の感
度リズムも温度サイクルに同調することが知られてい る 。匂 い 物 質 に 対 す る 触 覚 電 図

クル ープがリセッ トされる 。 これが現在提案されて(electroantennogram ;E A G) の振 1I高は、 明日音サイ

いるフィードパックループの光同調メカニズムの概クル下で昼低く夜高い リズムを示す 1九 Krishnan ら要である 。 ショウジョウパエでは、 i暫ーいクチクラをは恒 H音条 件下で 27 C 12 時間: 18 C 12 時間の温度サ通して光が脳内に直接届くことから、複眼などのよ

イクルを与えて、 E A G を計測したところ、 E A G リズ

うな外部光受容器よりも、時計細胞内で直接光を受

ムは温度サイクルに同調し、その振ll
Il i ¥ は高温期に高00容する経路が発達 したのかもしれない。 しかし、光く、低温期に低くなった l。
心 このリズムは、温度一

入力経路は C R Y だけではなく、外部光受容器である

定下に移行した場合にもその位相を保ったまま自由

複 H良、 単 1良、 H‑B(Hofbauer‑Buchner's) eyelet も継続する 。 このことから、 E A G の振 1I日が温度により時計の光受容器として働いていることが明らかにさ直接影響を受けるのではなく、 E A G リズムを駆動すれている 川。 しかし、これら外剖l光受容器からの光る時計が温度サイクルに同調していることは明らか情報が、どの時計タンパク質に 作用して時計を リである i九 高温期は 昼 に、低温期は夜に対応するの

セ ッ トするのかはまだ未解明である 。

で、高温期に感度が上昇するというこの結果は、明温度も光と同様に、時計に影響を与える向調因子

暗サイクル下での E A G リズムと矛盾しているようとして知られている 。一般に、同部lの速さは温度サに思われるが、この理由は今のところ説明できていイクルの振幅に依存することや、温度パルス、温度ない。

ステップでも位相依存的な位相反応が生ずることがキイロショウジョウパエは恒明条件下では歩行活知られているが、概日 IJ寺計の jR度向調の分子機構に動が無周期になることが知られている( 図 2 A)I九

閲する研究はほとんど進んでい ない へ 本稿では、

これには、複数ある時計!日jの脱同調によってリズム

キイロショウジョウパエ概日時計の温度サイクルへが消失しているという解釈と、恒明によって時計がの同調機構について現在報告されている研究を概説

停止しているという解釈がある 。恒明、温度一定のする 。

条件下では、脳のどの時計やI1経細胞においても P E R
タンパク質の周期的変動が観察されない ことから、われわれは時計が停止しているという後者の説が正

l時I:U 生物学

‑ 14 ‑

V o I.l3.No. l (2007)

(A)と考えている 。

Canton‑S (Wild 勾 pe)
LD 2 5 0 C

0 0 2 50 CFh偲Q

L L 2 50 C

23

3. 分子メカニス、ム
T I Mは、 C R Y が光を受容すると、プ ロテオソーム
系によ って分解される .1 1ヘ 従 って、恒 明条件下では

T I M は恒常・的に分解 され、細胞質に蓄積 しないことが想{ 象される 。 これによ ってフィ ードパ ック ルー プ

(8)が停止し、歩行活動リ ズムが消失すると考え られる 。
上述の恒明条件 ￨ごでも 温度サイクルを 与える ことで
2 50 C

活動リズムが回復する 現象は、以下の 2 つの仮説で

師
︑
︽
問
︒

2 5 0 C :3 0 0 C

説明できる 。 1 ) 温度サイクルによ って駆動する H寺
計は既知のフィ ード パックル ープに依存しない新し

6

12

6

12

18

い時計機梢である 。 2 ) 温度サイクルには恒明 条件

0Time 01 day (hr)

下でもフィードパック ル ープを駆動させる影響 力がキイ 口ショウジョウハエ里子生型 (Canton‑S) の歩行活動を示したアク トグラム 。 (A ) 明暗サイクル
25 C 一定の下で 5 日間歩行活動を記録した後、恒暗条件に移行し 、さらにその後恒明条件に移行した 。明暗サ
イクル下 、恒暗条件下では明際なリズムが見られるが 、恒明条件下では無周期になっている 。 (8 ) 恒明 25 C
定の下で歩行活動を記録した後、温度サイクル (30 C :25 C 12hr: 12hr) に移行した 。25 C 一定下ではリズムが観察されないが、温度サイクルに移行すると温度サイ
クルに同調したリス ムが現れる 。
図2
0

0

0

0

ある 。 この 2 つの仮説を検討するた めに、われわれはまず，l! ! f ，周期時計突然変異系統 p el'l 、timOI 、d C lk'rk 、

cyeJi をm いて、品度サイクルに 対する同調性を解析した 28 却)。 これらの突然変異系統 はすべて温度サイ

クルに同調し たリズムを 示 したが、野生型の活動 パ0J

ター ンとは大きく異なって いたことから P E R 、 T I M 、
d C L K 、C Y C が jj乱度サイクルへの同調 に必須のタン
パク質である ことが明らかにな った。従 って 、温度同調 の背後 にはフィードパックル ープが関与していしいのではないかと考 えている 。 われわれのグルーることが予想された 。

プは 1998年に、恒明条件下でも ハエの歩行活動が温そこでわれわれは、抗P E R抗 体、抗T I M抗体を用度サイクルに同調した リズムを示すことを報 告した

いたウエ スタンブ ロ ッ トにより、恒 IY=jiJ'i¥'L度サイクル(図 2 B ) 2九 この活動 リズムも温度変化へ の直接

下に おける時計タン パ ク質の周期的発現につ いて解反応ではなく、内因性 の時計の温度サイクル への同析を行い、フィードパ ックループカ f駆動しているか調によるリズムである ことが以下の特徴によ り確認

どうかを検討した 。恒明温度一定下では P E R 、 T I M

されている 。 1 ) 恒H音条件下の場合と同様に、温度の発現量に周期的変動 は見られず、どの時刻 におい低下開始H寺刻よりも 前に活動が高まるとい う予知的てもほぼ一定になるが 、温度サイクル下では 明 H音サ

活動を 示す2引。 2 ) その予知的活動のピ ー クは p er'

イクル下と同様に P E R 、 T I M が周期的に発現するこ突然変異系統では位相 前進する ヘ

3 ) 様々な周期とが明 らかにな った (図 3 ) ヘ この結果は、恒明下の温度サイクル (T = 32hr‑ 8 hr) を与えた場合に、であっても、温度サイ クルによってフィ ート パック

活動ピ←クの位相が周 期! の長さに依存して変化 すルー プが駆動することを 示唆している 。 Glaser らはる加。 4 ) 恒明条件現度一定から 温度サイクルに移

per プ ロモーターの下流に /uciたrase を結合させた

行した場合、完全な同 調までには数サイクル の移行遺伝子を持つ トラ ンスジェニック系統を 用いて、恒期が必要である 3ヘ 5 ) 温度サイクルの位相を 数時

明温度一定￨ ごではルシフエラーゼ活性に周期性は見間シフトした場合、再 同調には数サイクルの 移行期

られないが、温度サイ クル下ではその j R 度サイクルが必要である 4)。 これらの事実 から、 恒 明条件下でに同調した周期的な活 性が見られることを明 らかにもjR 度サイクルによって H寺計が駆動すると考えられしている ."。 この結 果 もわれわれの結果と同 様に温る。上述のように恒明 条件ドでは通常ハエは 無周期度サイクルによるフィ ードパ ック ループの駆動を示になるので、温度サイ クル下で現れたリズム は温度唆してい る。 しかし、なぜ jirL 度 サ イ ク ル に よ っ て

サイクルがH寺計を駆動し、同調させることによるもフィードーパック ルー プが駆動されるのかは 不明であのであることは明らか である 。 われわれはこの現象る。 どのような経路( 入力系) によって、どのようを温度サイクル向調機 構の僻明のために利用 できるに駆動される (フィードパ ック ループの同調機構)

11寺H:Jlt 物学

VoI. J3.No. l (2 0 0 7 )
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10 14 18 22
Zeitgeber time (hr)62170174178182186190
Time (hr)

10 14 18 22
Zeitgebertime (hr)6

明暗サイクル 25 C 一定下 (A ) 、恒明25 C 一定条件下 (8) 、恒明温度サイクル下 (30 C : 25 C
12hr : 12hr) (C ) における 24 時間の P E R 、TIM の発現パターンを示した W estern blotの結果。恒明 25 C
定条件下 では P E R 、TIM の発現量はほぼ一定であるが、温度サイクル下では明暗サイクルと同様に周期的発現を示す 。
図3

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のかを明らかにす ることが今後の課題である 。

Edery らの研究 グループは、概日￨ 時 計 に対する温温度サイクルへの同調機構を明 らかにする糸口がつかめるかもしれない。

度の影響 をいくつか報告 している 。彼らはまず、抗P E R抗体、抗T I M抗体を用いたウエスタンブロ ッ ト

よる歩行活動リズムの駆動過程 を明 らかにするためにより、 P E R 、 T I M タンパク質に対する熱パルスのに、時計遺伝子 m RN A レベルに対す る渦度ステップ。 25 C で飼育したハエに 37 C の熱
影響 を検討 した出の影響を解析した。恒明条件下 で 20 C から 30 C のパルスを与えると、 P E R 、 T I M の発現量が急 激に低

j鼠度ステップアップを 与 えた場合 、 dCJk m R N A量
、 per と v n・は逆に m R N A量 が急 激は急激に増加lし、 P E R もコン トロール と比べると 25% 以下にまでい、 30 C から 20 C への渦度 ステ ップに減少した 。一 方低下した。彼らはその後、熱シ ョ ック遺伝子の転写

ダウンでは、それぞれの時計遺伝 子の m R N A 量一は逆

活 性 化 因子をコ ー ドする Heat shock transcriptiOI1

は急 激l・、 dCJk は急激に減少、 per 、w ・の反応を 示 しfactor の突然変異体を用いて 、熱パルスによる P E R、に 増 加 し た。 また、T I M の分解には heatshock系が関与しないことを明。 また 、 E dery らは 25 C 一定、明らかにしている 却

アップ後もダウン後も m R N A 量 に変化はなかった。

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cyc 遺 伝 子 は 温 度 の ス テ ッ プ

このことは、それぞれの同二計遺伝子の m R N A量 は温暗サイクル下での歩行活動リズムに比べて、 18 C で度の上昇、低下に対して別々の 反応性を持つことをは日 暮 れの活動ピークの位相が前進し、 29 C では後示している 。温度サイクル下ではJi目立上昇時と低下退することを見出し、 P E R、 T I M の発現パタ ー ンも時に、活動 リズムと同様に、 18 C では位相前進し、 29 C で間周期の時計タンパク 質の量 的振動を引き起こすよ

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1寺計逃伝子 の発現量 が補正され、正確に 24 時

日 これに関して、は位相後退することを見出した l。

うな仕組みにな っているのかもしれない。 温度変化

M ajercak ら は per m RN A の3' untranslated regionに対する H者計遺伝子発現の反応がどのよう な仕組み

で温度依存的なスプライシン夕、、が起こり、低温下で、で生ずるのか、またそれがフィ ードパ ックル ー プには高温下に比べて P E R の発現ピークが位相前進する

どのように反映されるのかを今 後明らかにせねばな

ことを明らかにしている 。 この温度依存的な per のらない。

スプライシングが渦度サイクル の阿部lに関与している可能性については、 G laser らが否定しており、 jR
度サイクル下ではアンスプライ シング/ スプライ シ

4. 温度サイクル向調に関与する脳 内時計細胞
キイロショウジョウパエの P E R は脳内で約 150個ングの割合が常に 一 定である こと を明らかにしてい程度のや 11経細胞で発現しており、それらの細胞は; 場

る .1 )。 しかし、このような概日時計に 関わる分子 に、対する温度の影響を詳細に検討 することによ ってiliJ!:t.物学
1寺
phu

V o l.l 3 ，N o .l (2 0 0 7)4) 1九 前 大 脳 背 側 の 神 経 細 胞 群 は Dorsal neuron

複 iHのl‑LNv とs‑L N v に 細 胞 死 が 誘 導 さ れ る ト ラ ン ス

背側ジェ ニ ック 系 統pdfGaI4/U AS‑rpr.hid と ほ ぼ す べてての L N 群を失っている disco 突然変共系統を nJ し、市動リ ズムの解析 を 行 った。 その結巣、 L N it!fを欠示す ことが明らかにな った。 disco 突然変異体 をFIJ
いて' 恒明 1R 度サイクル下で P E R の周 期的 発現を免疫、 D N 3 とL PN のみで
組織化学 により解析したと ころ
図4

脳内の P E R 陽性神経 細胞 を示した模式図。詳細は本文を参照。

i度
明瞭な周期的発現が観察できた 。 この結果は 、 jil
サイクルに同調して歩行活動リ ズムを駆動するためには、 D N 3 とL PN があれば十分で ある ことを 示唆し(D N ) と呼ばれ、それらは D N l 、D N 2 、D N 3 の 3 つている 。 しかし、 disco 突然変異体の歩行活動リズ、 脳側 方吉1¥に位置するキIJI包に分銅さ れている 。一 方ムは野生型の リスムと 比べるとかなり不明瞭であ っ

1洋は L ateral neuron (L N) と呼ばれ、 それらはさらたことから、 L Ni洋も 重 要な役割を担うと考えられに背側の 細 胞 群 (L N d)、腹側 の 大 型 の 細 胞 群 (卜る。 L P N の役割については これまでのところほとん

LNv) 、 小 型 の 細 胞 俳 句‑LNv) に分類される 。 H守計

ど情報がなかっ たが、われわれ の研究によ って 、の 出 力 分 子 の ー っ と 考 え ら れ て い る Pigment

L PN が温度サイクル向調のために特 別 な役割を持つ

dispersing factor (P D F) はl‑LN v とs‑L N v で、発 lJL し時計細胞である可 能性が初めて 示唆された 。

ている 。 これま での とこ ろ、l‑LN v の歩行活動 リズ
ムへの関与についてはほとんど 証拠が得られていな

5. 温度入力系

いが、 s‑L N v が歩行活動に関 与する ことを 示す結栄

キ イロ ショウジョウパエの温度受容機 構はほと ん

は多く得ら れ ており 、 これらが最も 重要なペース

ど研究が進んでいない 分野 であると 言っ てもよいだ

メー カーニュ ー ロンではないかと 考えられている 附O!支受
ろう 。 Sayeed らは 、走 i1u't'I生の!拝析から 削!角が j鼠Rieg巴r らは P D F を発現 しなし冷ーL N v (5 s‑LNv) を容器として重要な役割を果 たして いる ことを ￨列 らか

1h

同定し、そのニ ューロ ンが歩行活動リ スムに 関与していることを示唆する結果を得 ている Z九 われわれ容器がある ことを提案している 3 1)。 しかし、概日 H寺

もC R Y の機能欠損系統 cr〆を用いた研究から、 L N v

計の jR 度サイク ル同 調性に は触角は 重要でないよう

以外のP ER 発現細胞群も 歩行活動 リズム に関 与 して

、 p er‑ luciferase
である 。 G laser ら は 上 述 の よう に

。 これ ら以外の研究においることを提案している 則l.
(per‑Iuc) を導入 した トランスジ ェニ ック 系統の iJi

いてもしばしばふ L N v 以外の P E R発現X ‑11I胞が歩行 活

度サイクル下での ル シフエ ラーゼ活性を触角 のない

動リ ズムに関与していることが示唆さ れてい ることハエで測定し、そのルシフエラ ーゼ活性が野生型同か ら3.

様に温度サイクルに同調して周 期的に変化 することも歩行活動 リズムに関与 してい る可能性が強いと思" さらに G laserらはルシフ エ
をゆ j らか にし ている 。

1つれる 。

ラーゼ活性が温度サイクルに同 調しなくなる突然変われわれは歩行活動 リズムの温度サイクル同調機

異体のスクリ ーニ ングを行い、 norpA (n o receptor

構に関与‑す る時計細胞を同定するために、 抗P E R抗

poten tial A ) ヒnocte (no cI.rcadian temperature体を用いた免疫組織化学 により、恒明条件 iJut度サイ

en train m e n t ) の 2 つの 辿 伝子 が概日時計の杭度受

クル下でP ER を周期 的に 発現する l時計細胞の同定を

容 に 関 与 して いることを 示 唆 す る 結 果 を 得 た (図試みた 3ヘ 恒明条件 温度一定下ではすべての時計細5 )九 nocte はX 染 色 体 に 位 置 す る 遺 伝 子 で あ る こ、 P ER の発現が弱いかも しくは消失 していたが、胞でとが分かっているが、まだ正確 な遺伝子座は公開さ

温度サイクル下では明日音サイクル下と同様に、ほ ぼ

れていない。 またその辿伝子のコードするタ ンパク

すべての時計細胞併で P E R の周期的発現が観察され質や脳 内の発現場所なども分か っていない 。 刀orpAた。 さら に脳葉側方後方部のネ1 1経細胞群 (L PN) ではPhospholipase C (P LC) をコ ー ドする遺伝子で 、、強い P E R の周期的発現が新たに観察さ れた 。次 に温度サイクルに同調した活動 リズムに L N 群が 関与

でc d+の放 出を引
P LC はPhototransduction cascade、
き起こすイノシ トール 3 燐 酸 (IP 3 ) を生成する音1¥

して いるか どうかを明 らかにするために、 P DFI場性、 norpA 辿伝子の温度受分に関与している 。つ ま り

時 IUE'i.物学

V o 1.1 3.No. 1 (2 0 0 7)
寸t

が 機 能 欠 損 し た 無 周 期 突 然 系 統 dClkJrk 、 cycOJ はそ(A)のような内因性のリズムは示さなかった 。 このこと
は 、 協 度 サ イ ク ル 下 で は per 、 tim に 依 存 し な い
(
凶

ι
U)

dClk 、cyc が関与する振動機梢がはたらくことを示醐叩唆 し て い る 。 この per 、 tim 非 依 存 性 時 計 機 構 が

m' t 度感受性振動体に対
Pittendrig h の 提 案 し て い る i
応するかどうかが興味深い。 また、脳内の P E R発 現細胞の中に光感受性時計細胞と温度感受性時計細胞が存在する 可能性も 考えられる 。 われわれは上述のように、 D N 3 とL P N があれば、温度サイクルに同調
して歩行活動リズムを駆動す ることが可能で あるこ
温度 サイ クル下 (A ) と明暗サイク ル下 (6 ) に
お け る per‑Iuc ，nocte 突然変異系統の ルシフエ ラー セ発
現 の 計 測 結 果 (Glaserand S tanew sky (2005) より 改変) 。恒明条件、温度 サイクル下 (10hr: 14hr 25 C :17"C ) (A ) では コント ロー ル系統 per‑Iuc は温度 サイ ク
ルに 同調した発光リスムを示すが、per‑Iuc ，nocte 系統の発光パタ ーンに周期性は見られない。一方、明暗サイ
クル 25 C 一定下 (6 ) では両系統ともに明暗サイクルに同調した発光 リズムを示す 。
図50とを明らかにした 。 このことは、 D N 3 とL P N が温度感受性の高い時計細胞であることを物語っている 。
特に L P N は、明暗サイクル下では明瞭な P E R の発現が観察されないが、温度サイクル下では比較的強い

P E R の発現リズムを示す 3九 これは L PN が温度同調

0に関する特別な役割を担うことを示唆する 。

7 . 結び容 へ の 関 与 は、温度 受 容 機構にも IP3 が関与するカスケードが存在することを示唆している 。

概日 ￨時計の温度同調性の研究は始まったばかりであり、光同調性の研究と比べるとまだ発展途上であG laser らは、 per‑luc トランス ジェ ニック系統の肢、る。 し か し 現 在 の キ イ ロ ショウジョウパ エの研究

羽、頭部、腹部、 l吻、} j 出をそれぞれ単離しそれぞ技術や光同調性の研究で得 られた知見 を応用して研れの器官におけるルシフエラーゼ活性を温度サイク究を行えば、光同調性の研究に追いつくのもそう遠ル下で測定した け。 この結果、単離したすべての器い話で はないと思われる 。 これま ではわれわ れの研官の ルシフエラ ーゼ活性は温度サイクルに同調して、究グループと R alf Stanewsky のグル ー プが温度サイ周期的に変化することが明らかになった 。 このこと

クル同調性の研究を進めてきたが、現在は、その他

は、概日時計のための渦度受容機構は頭部だけに存

いく つかの研究グルーフ。
が混度向調性の研究に参入在するものではなく、からだの至るところに存在すしているとのことである 。 このような流れも、研究ることを示している 。一体どのような機構によってを加速させる大きな要因となるに違いない。概 日 時

温度情報が時計に伝えられるのか、今後の発展が期

計の温度 同調には、 重要な生物学 的意 義 があると思待される 。

われる 。特にショウジョウパエのような小型の昆虫にとって極端な高温、低温は死活問題で、ある 。 この

6. 2 振動体モデルとの関係

ような危険を回避するためには、光サイクルに同調

Pittendrigh らは 1958年 に ウ ス グ ロ シ ョ ウ ジ ョ ウ

するだけでなく、温度サイクルに同調し、危険な時パエを用いた研究により、羽化リズムは光感受性振

刻を予測する必要があるだ ろう 。 もしかすると、温動体と温度感受性振動体の 2 つの時計機構によって度は我々が考えている以上に概日 H寺計にとって重要制御されていることを提案 した 17)。 しかし、その後な向調因子なのかもしれない。今後も分子 レベル、

これら 2 つの振動体の正体について研究、考察して組織レベル、行動レベルで、温度同調性の研究を進め、いる研究はほとんどなく、全く未解明のままである 。

温度が向調因子として概日時計にどれほどの影響力

われわれは、無周期時計突然変異体を用いた温度同を持つもの なのかを明 らかに していく 必要がある 。

調性の解析から、 1寺計遺伝子 per 、tim に依存しない
振動機構が存在することを示唆する結果を得た制。

謝辞

p er 、 tim の欠損突然変異 系 統p e/Jl 、丘町山は'恒 H音jfl

図 5 の 使 用 を 許 可 し て く れ た Ralf Stanewsky と度サイクル下で内因性の時計によると思われる活動

Franz G laser に感謝いたします。本研究の 一部は日リズムを示した。一方、 別の時計遺伝子 dClk 、 cyc

本学術振興会科学研究費補助金、岡山大学重点研究

11寺11日生物学 V o 1.l 3 ，No.l (2007)︒
︒

プロジ、エクト「生命現象の多様なタイミング機梢の総合的理解 J の補助を受けて行われた 。

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V o L J 3 . N o .l (2007)
ハ可U

概日リズム研究におけるル シフエラーゼとその応用
中島芳浩 1 ) へ 野口貴子 1 )、池田正問2 .3 )、近江谷克裕 1，4)
け産業技術総合研究所 セルエ ンジ二アリング研究部門
埼玉医科大学医学部
3 1 埼玉医科大学ゲノム医学研究セ ンタ ー
4 1 北海道大学大学院医学研究科連 携研究セ ンタ ー
21

発光タンパク質であ るルシフエラーゼは 、細胞内の遺伝子発現を定量的 かつ長時間に渡りモニターするレポーター 遺伝子として広 く用いられてい る。極めて複雑な転写・翻訳制御機構で構成され、さらに他の ラ イフサイエ ンス分野と比較 して際立 って長い測定時間を要する概日リズム研究では 、ル シフエラーゼは欠かすことので きない必須ツールのーっとなっている 。本稿では、概日リズム研究で 用いられている 3 種類のルシフエラーゼア ッセ
イ系 ( トランジェン卜 、 リアル タイム測定 、シ ングルセル イメ ージ ンク ) の背景と現状について、ルシフエラーゼの特徴と 併せながら 解説をす る。

用例を紹介するとともに、論文には記載され難い、

1 . はじめにライフ サ イエ ンス 研 究の発展は、その iWJ定方法や筆者ら が経験した (抱えている ) ij!lJ定上の注意 ・問解 析 技 術 の 擁 立に大きく 依 存 している 。例 え ば

題点に ついて、また遺伝子 や測定装置の市販化の状Sanger法 を基 にする遺伝子解析 技 術 や、 M il isが考況に ついても記:鼠したい 。

案した遺伝子増 11話法の確立 によ り、ゲノム j拝読をはじめとする遺伝子解析が飛躍 的に進展した 。概日リ

2. 生物発光とルシフエラーゼ

ズム 研究に おける ル シフエ ラー ゼテクノロジ ーにつ生物発光は、発光生物が発する可視光であり 、そいてもその 例外ではない。 リアル タイム li!IJ定法の雌の光の色 (波長 ) も青 赤 と多様である 。発光生物

立 とK ai遺伝子の発見、シングルセルイ メ ー ジングには 、細菌、キノコ、クラゲ、甲 虫、 YA¥ など、多く法の確立 と細胞 問 リズム同調の発見などは先駆的 なの極がある 。図 1 に我 々の研究室 で採取し 、実験に測定系の確立がブ レー クス ルー をもたらした良い例

1. l ￨...

であろう 。

r.iii

9b 'tレ ポー ターである ル シフ エラーゼは 、都HJ 包内
で起 こる遺伝子発現を簡便に 測定す るツールとし てL

広く朋いら れ ている 。概 日リ スム 研 究は 、 この レ
以
削
J!山
川

年、種々の発光生物から多数の ル シフエラーゼ遺伝
ル シフ エラーゼの種類 も増加 している 。
本稿では 、If
I lJ乳類車11 胞系 をlー1:1心 に、概 日リズム研

1

3

庫調

ポー ター の特徴 を巧みに 利用し、 iJJ川!I定 に)目
用 いてい る
分野の 一つでで、ある 。 ル シフエラ ーゼに ついては、近子が単向性・同定され、遺伝子発現解析に用い られ る

'・ e

‑ ・'

•

図1

様々な 発光生物

1. へイケホタル (L uciola lateralis 、丹羽一樹博士提供)、
2. イリオモテポタ ル (R h agophtha l m us ohbai 、鈴木博
文博士提供)、3. 鉄道虫 (Phrixothrix h irtus ) 、4. クリ ッ

究で用いら れている 3 種の遺伝子発1見解析系 ( トラクビ 卜ル (P yrearinus term itillum i n ans ) (3 4: Vadim
V iviani博 士 提 供)
、 5. 渦 鞭 毛 藻 (Lingulodiniu m

ンジェ ン トアッ セ イ系、 リアル タイム 測定系、シ ン

p olyedr u m ) 、 6. ウ ミホタル (Vargula hilgendorfii )グルセルイメ ー ジ ング系) について、その原 理 と応因 子 nakajim a@ ais.
tgo.jpl時I/IEt 物学(干563‑85ii

司(5 6: 小江克典博士提供)。
司

大阪府池田市緑丘 1‑8‑31 )V o I.J 3 .N o ，I (2 0 0 7)

37 ‑

して、 多種の レポータ ー遺伝子が用いられているが、用いている発光生物を 示した 。
生物発光の分子機構は 、発光基質( ルシフェリン:

各々長所・短所があり 、全ての測定 ・検出が出来る

発光基質の総称) の酸化を発光酵素( ルシフエラー

完壁なレポ ーターは存在しない。 そのため、それら

ゼ‑ 発光酵素の総称) が触媒する酵素反応である 。一の長所を活かし、目的 にあわせて適材適所で 使用す

般的に、ルシフェリン ー ルシフ エラ ーゼ反応は、ることが大事で、ある 。 レポ ー ター遺伝子の代表格である蛍光タンパク質は 、励起光を照射するこ とで蛍

ルシフ ェ リン + 0 ，→ (P つ→ P + h v

光を発し、その強度も ルシフエラ ーゼと比較して格段に高い。 そのため、ミリ秒オー ダ ーの非常に速いとして表わされ、ルシ フエラーゼの存在下、 酸化に

経時変化やタンパク質 の細胞内局在のイメ ー ジング

よりルシフ ェ リンの酸化物 (Pつ が励起状態へと変には絶大な威力を発揮 する 。一方、ルシフエラ ーゼ

化し、これが基底状態 に戻る ￨際、分子内に生じた過はG F P と比較して、見かけ上 の発光強度は低く、長剰なエネルギーが光と して放出される 。生物発光の時間( 数十秒

特徴としては、高い発光量子収率で、あることが挙げ

ごく短時間で、起こる変動を検出することは難しい 。

数十分) の測定が必要となるた め、られ、ホタルでは 88% と報告さ れている 17)。 それ故、

しかし、パックグラウ ンドが非常に低く、ま た測定

発する光は極めて発熱 の少ない冷光である 。 またも系のダイナミックレンジも広いことから、 G F P や他

う一つの特徴として、 基質特異性が挙げられ る 。例のレポーター遺伝子と 比較して、最も高い定 量性をえば図 1 ‑ 1

4 の甲虫のルシフエラーゼは、 j両鞭

示す と考えられる 。 さらに、ルシフエラ ーゼの発光毛藻( 図 1 ‑ 5) やウミホタル( 図 1 ‑ 6) のルシ

は励起光を必要としな いことから、照射によ る細胞

フェリンを触媒せず、 逆に渦鞭毛謀やウミホ タルの障害あるいは光に感受 性の組織や個体への影 響を無ルシフエラーゼは E‑fI虫のル シフェ リンを触媒しない。

視できる利点がある 。

このような生物発光の特徴が、後述の発光レポー
ター としての利点の l つであり、またこれら の特徴

ラーゼ、ルシフェリン が飛躍的に増え、これ に伴いを巧みに利用した多種 のルシフエラーゼアッ セイ系

新たな測定方法の開発 も精力的に行われてい る 。表が構築されている 。 なお、生物発光の化学 ・生化学

1 に、市販されているル シフエラ ーゼとルシフェリ

的なメカニズムに ついて は紙面の都合上省略したが、ンの リストを示す。最初に 市販化 された北米産ホタ

詳細については最近の 総説を参照して l頁きたい l!))。

ル (Photinus pyraJis ) ルシフエラ ーゼとウミシイタ

さて、種々の生体現象 を解析するためのツー ルとケ (ReniJJa reJlJformis) )レシフエラーゼは、現在発表 1

市販さ れている ルシフエラー ゼおよびルシフェリン
分子量最大発光波長(k D a)(n m)

ホタルルシフェリン

61562

プロメガなどセレンテラ ジン36

480

プロメガなどC B Gluc

ホタルルシフェリン

60

537

プロメガ

クリックビートル( ジャマ イカ 産)

CBRluc

ホタ Jレlレシフ ェリン

60

613

プロメガ

クリックビートル( ブラジ ル産)

ELuc

ホタルルシフェリン

61

540

61

630

遺伝子名

ルシフ ェリンホタル

Luc (+ )，Luc2

レニ ーラ

RLuc

クリックビ ー トル
( ジャマ イカ 産)

由来

購入先

鉄道虫

SLR

ホタルルシフェリン

イリオモテボタルSLO

ホタルルシフェリン

60550

東洋紡績などイリオモテボタルSLG

ホタ Jレlレシフェリン

60

580

東洋紡績など

FMNH2

80

490

ビブリオ

東洋紡績など

分 j必型

コペポーダ

G luc
MetLucセレンテラジン

20

480

コペポーダ

セレンテラジン

24

480

ウミホタル

CLuc

ウミホタルルシフェリン

61

465

時 1:] 生物学

︒
︒

円
台

υ

V o I.l 3 ，N o ，I (2 00 7)

F
U
4

M 沼
m 町 ULJK

光 レ ポ ー タ ー 遺 伝 子 と し て 最 も 頻 繁 に 月b 、られてい性 を 持 た な い シ ス 配 列 や イ ン トロ ン の 影 響 を 解 析 する。 発 光 基 質 の 違 い を 利 用 し、両者 を 併 用 す る デ ュ

る場合は、ルシフエラ ーゼ遺伝子上流に挿入されてアルルシフエラ ーゼアッセイが、最も標準的なルシ

いる T K や SV40 な ど の 恒 常 的 プ ロ モ ー タ ー の 上 流 に

フエラ ー ゼ ア ッ セ イ 法 と さ れ て い る 。 我 々 の グ ル ー組 み 込 む。 こ れ ら の レ ポ ー ター ベ ク タ ー を 細 胞 に 導

プ で 単 削・ 改 良 し た イ リ オ モ テ ボ タ ル

入し、 I!伝写 に伴 って 発 現 す る ル シ フ エ ラ ー ゼ の 発 光(RhagophthaJmus ohbaj ，図 1 ‑ 2 ) ルシフ エ ラー

を 大 過 剰 の ル シ フ ェ リ ンを添加 す る こ と で測 定する 。

Jurtus ， I
豆I 1 ‑ 3 ) ル シ
フエラ ー ゼ は 、 発 光 色 の 違 い を 利 用 し た 新 し い レ

け る 発 光 レ ポ ー ターアッセイも、以上の原理! に基づ

ポ ー ター ア ッ セ イ 系 に 用 い ら れ て い る 。 また同様のいている 。

コンセプトに基づ川、たジャマイカ産クリ ックビート

4.

ル (Pyrophorus pJagjophthaJamus ) ル シ フ エ ラ ー
ゼも近年プロメカ付: より発売された 。 我 々 が 改 良 し

トランジ工ントア ツセ イ 系
トランジ ェ ン 卜アッセイ系は、

iJliJ定 の 簡 便 さ と ハ

た ブ ラ ジ ル 産 ク リ ヅ ク ビ ー ト ル (P y r e a a n u s

イ ス ル ー プ ッ トアッセイが可能である点から、 一 般

tenmUJJumUJans 、 図 1 ‑ 4 ) ルシフ エ ラーゼは、にルシフ エ ラ ー ゼ を 用 い た 遺 伝 子 発 現 解 析 系 で 最 も

他 のホタル系ルシフエラーゼよりも高い発光強度を

汎 j目されている 。 この系では、

レポ ー タ ー ベ ク タ ー

示し、発光イメ ー ジング用ルシフエラーゼとして製を細胞に導入し、 一 定 時 間 経 過 後細 胞 を 破 砕 し 、 遺

rlH仮化 は さ れ て い な い が 、 発 光伝子発現に伴うルシフエラーゼ活性を測定する 。従細 菌 ( 日bn'o harveyj ) ルシフ エ ラ ー ゼ は 多 種 の 細

来 は 、 レ ポ ー ターを 一 過 的 ( ト ラ ン ジ ェ ン ト ) に細菌 に お け る 遺 伝 子 発 現 検 出 に 広 く 用 い る 。 コペポー

胞 に 導 入 す る と い う 意 味で、トランジェントアッセイ

ダ (Gaussja p n'nces ， M a t a d j a Jpnga) およびウミと 呼 ば れ た が 、 近 年 は 後 述 の リアルタイムi l !!
J 定でもホ タ ル (Ci'p n'djna

1 ‑ 6 ) ルシフ エ

J品的な; 遺伝子導入が行われるため、本稿では中 1]胞
1

ラー ゼ は 、 前 述 の ル シ フ エ ラ ー ゼ と は 異 な り 、 分 泌や 組 織 を 破 砕 し 、 ル シ フ エ ラーゼ活性を測定する刻11

シ グ ナ ル を 有 す る 分 j必型ルシフエラ ー ゼ で あ り 、 細胞 破 砕 系 を ト ラ ン ジ ェ ン トア ッ セ イ 系 と 定 義 す る 。

胞の培養液中のルシフエラーゼ活性を測定するア ッ、
以 Fに

セイ系に用いられている 。

セイ系と、最近我々が開発した発光色の違いを 利用

品 化 さ れ た 。 また、

2 つ の レ ポ ー タ ー を{ J i : 用するデュアルア ッ

したマルチカラ ー ア ッ セ イ に つ い て 紹 介 す る 。

3. ル シ フ エ ラ ー ゼ を 用 い た 遺 伝 子 発 現 の 原 理
4 ‑ 1 . デュアルア ッセイ

ルシフエラ ー ゼ を 用 い た 遺 伝 子 発 現 解 析 法 の 原 理
について簡単に述べる。解 析 し た い 転写調 節 領 域

デ ュ ア ル ア ッ セ イ は 、 基 質 特 異 性 な ど、レ ポー

2 種のレポーター(プロモ ー タ一、エ ンハンサ ー、サイレ ン サ ー な ど)

ター の酵素特性の違いを利用し、をルシフエラ ーゼ、遺伝子の上流に挿入する 。 転 写 j古

ベクタ ー を用し、て転写活性を測定する系である 。 そ(1) ホ9 ルおよびウミシイヲケルシフ工ラーゼを用いたデュアルルシフエラーゼアッセ
イ

1I 11
円
I I ルシフエリン I I
I I
l一一ー
l 一一一→
一一一→ I I￨プロモ‑ $ 1 ‑ II ルウシミフシエイラターケゼ ￨I し̲ ̲ ) IJ/l'‑?./?'‑ノ、￨プー‑A I ルシフエラーゼ I
伽

11

一一"11

材ル

門 セ"Iレご! v / T 7ー
: / /

￨

細胞

恒常的

細胞舷砕漉

(2) 赤
・纏 ・
緑ルシフエラーゼを用いたマルチカラールシフエラ￨ ドプ拘ロ一一A ド
Iト赤和ω
…
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￨

恒帥常糊的

lf a . 錦酌引' 什…
l

I

図2

11寺羽
￨ 生物学

デュアルおよびマルチカラ

.

I
I

ウ
ミ
シ
イ9 ケ
レ
シ
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エ
ラ ゼ活性

J

ゼアッセ
イ
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I‑l‑J

、= 一= 耳，dホ'}Jレルシフエラーゼ
活
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赤 Jレ
シ
フ
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性

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ル
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… ン川と示→
げ
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、 緑ル
Jレ
シ
フ
エ
ラ一
ゼ活
性

細胞破砕液

色分隊

ルシフ エラーセア ッセイによるトランジ ェン トア y セイのスキーム

V o l. I 3 ，N o ，1 ( 2 0 0 7 )
ハ
吋
つ
J ν

の組合せは多様で、 一 方をルシフ エ ラーゼ、 他 方を定できる点で、ある 。 これは酸性のセレンテラジン溶

F

液の添加 により 、発光しているホタルルシフエラ ー

ガラクトシダ ーゼなどの レポーター酵素 を用い

ゼを消光させる原理に 基 づいている 。

る場合もある 。 現在最も多く用いられている、ホタ

蛇足ではあるが、以前発光のキネティックを測定

ルとウミシイタケルシフエラ ー ゼを併用するテーュア
ルアッセイでは、解析したいプロモ ー ター領域やシス配列をホタルルシフエラーゼに連絡、テストレ

現 象 が 観察 された 。装 置 の電 気 ノイズなど慎重に原ポータ ーベクタ ー とし、 一 方で、恒常的 プ ロモーター

因を探 ったところ、結局基質の添加 時 に 生 じ る 泡 が鏡の役割をして、見かけ上の強度をかさ上げしておトロ ー ルベクターとしている 。 内部コン トロールは、り、泡が破裂することで強度が低下することに 気付

継代時の細胞数、

トランスフェクション効率、細胞いた 。 iJ!J1定結果を数値だけで見ていた時には 気付 か

溶解効率 など種々の 実験 操 作 で生 じる誤差 を修正す

なか ったことである 。細かいことであるが、精度低るために非常に 重 要である 。 これら 2 つ のベクター下の原因となるので操作上の注意 点として参考まで

を細胞に同時に導入し、最初にホタルルシフェリンに記した 。

によりホタルルシフ エ ラー ゼ活性を測 定 、続いてセ

4 ‑2. マルチカラーア ッセイ

レンテラジンによりウミシイタケルシフ エ ラーゼ 活

ll J 定する (Ijgl2 ‑ 1 )。 プロモ ー ター活性は、ウ
性を i

前 述 の デ ュ ア ル ア ッセイ系は、

2 つのルシフェ

ミシイタケルシフエラ ーゼ活性に対するホタルルシ

ラーゼのうち、 一方を内部コントロールとして用し、

フエラ ーゼ活性の相対値として評価される 。 発光測るため、定には、光電子増倍管 が配置 されたルミノメ ー ター

るだけで、

1 つ の遺伝子の転写 活性を相対的に評価す2 つ以上のli岳写 を同時にモニタ ーするこ

1 チュ ー ブ (あるとは不可能である 。細胞内で、起こる複雑な転写調 節

iJ!lJ
いは 1 ウェル) 内で 2 つのルシフエラ ーゼ活性カ'機構を理解するには、複数の遺伝子発現を同時に解が用いられる 。 この系の利点は、

組 (3)

(2)

(1)
緑纏

1.0

lt空

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生
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*

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守崎 E い司司

Iよ tι￨・ 35
)

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60

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0 ( 権)
100 ( 赤)赤・権ルシフヱラーゼの混合比 例)

波長 (nm)

(4)

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主一・
21 "

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‑rれ .，" =0.997

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赤

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図3

匪 I
E SV40 I 赤

3

。

5

10

25

50

l A S V 4 0 I

75

緑、檀および赤ル シフエラ ーゼの色分離による 同時定量

( 1 ). N I H 3T 3細胞 に発現させた緑、植、赤 ル シフエ ラーゼ の発光スペク トル。 ( 2 ) 口ンクパス フ ィル

タ を用いた発光測定のスキ ーム。各図は緑、横、赤 ルシフエラ ーゼ を等量混合 した場合の発光 スペク トル
および 口ンクパス フィル ターの透過スベク トル を示す。上図 . フィルター無 しでの全光の測定。中国 0 56
フィルタ ーによる Fl 値の測定。下図: R 60 フィ ル ターを用いた F 2 値の測定。斜線部 は各値の波長領域を 示
す。 ( 3 ) 緑、植、 赤ル シフエ ラー ゼを 用いたアッ セイ系の定量性。各々の ル シフエラーゼの混合比 を変えて 、 緑 (企) 、檀(・)、 赤 (0 ) を同時に定量 した (R L U : Relative Li ght U n it) 0 ( 4 ) マ ルチカ ラー アッ
セイを 用 いた R O R a 4 による m B ma l7 プロモ ターおよひ'R: e vErb/R O R 応 答 配 列 (R O R E ) の転写活性化の同時測定

l時間 生 物 学

‑ 40‑

V o 1.l 3 ，N o. l (2 0 0 7 )析することが重要であるが、そのためには、 さらに際、緑ルシフエラーゼ量 は固 定し 、赤と燈ルシフエ

もう 1 つのルシフエラーゼをシステムに 追加し 、同ラーゼ 量 を変えた混合液における発光活性を、前述

時に 3 つのルシフエラーゼの発光活性を測 定しなけのロングパスフ ィル ター が装 iii されてい る ル ミノ

れば、ならな い。 近 年 我 々 は 、 い ず れ も ホ タルルシ

メー ター (A T T O 社製) により測定した 。 その結果、

フェ リンを 基質 として発光するイリオモテボ タル 由

図 3 ‑ 3 に示す ようにルシフ エラ ーゼ量 に応じた発

来の緑ルシフエラーゼ (S L G) 1へ その部位特異的変光活性を算出できることが雌認され、3 つのルシ

異体の樫 ルシフエラーゼ (SL O ) W 、およ び鉄道 虫由

フエラ ーゼ活性を l チ ューブ内で同時に測 定可能 で来の赤ルシフエラ ーゼ (SL R) 却をレポーターとしてある こ とが明 らか とな った 12 1 0

用い、各々の発光ス ペク トルを光学 フィルターで分離 ・定量することにより、

2 つもしくは 3 つのli
Ii 写

続 い て 実 際 に プ ロモーター を用 い た レ ポ ー ター
アッセイでの検証を行った 。核内オーファン受容体

2引}活性を同時に測定する方法を開発した 11.!山

このアツセイ系でで、は 、緑 ‑ 燈 ・赤 ルシ フエラ ーゼのうち 2 つをテス トレ ポー ターに、トロールに用い、

1 つを 内部コ ン

2 つのテストレポー ターの活性 を開始点近傍の ROR応答配列(RORE) を介して、そヘの転写を活性化することは良く知 られてい る
1. 1.1 1
この転写活性化 の機梢を 詳細 に解析するため、

ROR(図 2 ‑ 2 )。 図 3 ‑ 1 に各ルシフ エ ラーゼの発光4による RORE とコアプロモータ ー の 活 性 化 を直掠 比較した (図 4 ‑ 4 )0 SV40 プロモ ー ター上流に挿入した RORE は赤ルシフエラ ーゼで、 Bmall コア

スペク トルを 示す。 ホタルをはじめとす る甲虫由 来

プロモ ー ターは鐙ルシフエラーゼでモニターし、そのルシフエラーゼは 、測 定溶液の pH に連動して、色れぞれの活性は内部コン トロー ルレポーターの線ルを変えるものと、変えないものがあ る。前者は前節シフエラ ーゼより補正した 。 その結果、 R O R a 4 は

内部コントロールレポーターで補正する こと により、

2 つ の 転 写 活 性 を 同 時 に i!lJ1定 す る こ と を 想 定 し た

白のデュアルアッセイ系で記載したホタルルシフエ

RORE 、 B m al1 プロモ ー ターの両方の転写を濃度依

ラーゼである 。 これに対し、イリ オモテボタル、鉄存 的に 活性化したが、 RORα によ るB m all プ ロモー

道虫由来ルシフエラ ーゼは後者のタイプであり、発ターの活性化は RORE のそれより も有意に高い こと

光色を分自11> 定量化す るアッセイ系に適している 。

が明 らかとなった 。 この結果、

l
図 3 ‑ 2 は光学フィルタ ーを用 い、 3 色の発光をliJ

ター内には転写 開始点近傍の RORE以外に もRORa

B m al1 コアプ ロモー

定するスキ ー ムを示す。光学フィ ルター には、 ル シ
フエラーゼから発する光を効率良く 捉え るため、特定波長以上の光を透過するロングパスフィルタ ー を採用した 。 スペクトルは、

3 色のルシフエラーゼ のる可能性が示唆さ れた 。
このよ うに、マルチカラーア ッセイ系は、

2 つな

いし 3 つの転写の変動を直接比較で、きることから、発光強度が等 しくなるように混合 した時の図であ る。

これま で個別に測定 ・比較していた実験結巣をより状態で全体の発光
測定 は、最初にフィ ル ターの 4!判 、高い精度で、また 簡便に得られるといえ る。 また、

値 (F O) を、続いて短波長 1H1Jのフ ィルター (0 56)

測定対 象の 組 み合わ せも任意であるので、例えば シを透過する発光値 (F l )、最後に 長 波長側 のフィル

グナル伝達系の 上流と F 流、時 計遺伝子と 利u胞周期

ター (R60) を透過する発光値 (F 2) をi!lIJ定 し、各 々迫伝子など、制 JI包内で、起 こるダイナミ ックな 11伝写のの値を次の連立式に導入することで各ル シフエラ ー

イベントを同/ 1寺に 解析することも興味深い利用方法

ゼの活性を算出する 。 ここでは各ルシフ エラーゼにの一つだろう 。

対するフィルターの透過率 (/( ) は装置固有の 回定値であるので、 F O 、F l 、F 2 を測定するだけ でそ れぞ
れの活性
rF ︑
aEF υ
A lB
EE
EE
EEF il
EE ︐tl
EE'aF ヲi
'E ん‑
E‑
‑︑ ‑J
・

(G : 緑、 0: 桂、 R :赤) が算出できる 。

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‑
J l
︐
J
︐
L

5. リアル タイム測定系
概日リ ズムのtiJI究 では、 ル シフエラ ーゼ を用いた

H寺計遺伝子発現の リアル タイム測 定が日常的に行われている 。他 のライフサイエンスの分野ではまだ普及していないJiJIl 定方法である 。概日リ ズムの研究 で広範に用いられている理由は、他の分野に比べて際この方法で実際に各ルシフエラ ーゼの活性が評価立って長 い測定を要することである 。 冒頭 に述べたできるかを、ルシフエラーゼを単独に発現させたように、ルシフ エラーゼの長所として、 長 時間の遺各々の細胞破砕液の混合比を変えて測定した 。 この伝子発現モニタ リングに過してい る点が挙げられる 。

11寺Jll]生物学

V o I.l 3 ，No. l (2 0 0 7)

‑ 41

1993 年 近 藤 ら は ビ ブ リ オ ル シ

先駆的な 実験では、ハンドメイドの装置 が使 わ れ

フエラ ーゼを用い、シアノバクテリア における画期ていたが、現在では浜松フ ォ トニク ス、 ニュ ー ロサ的なリアルタイム測定系を開発 した 7)。 現在使われイエンス、ているリアルタイム測定装置は、これがベースにiHJi定用の装置が発売されている 。 本節では、 H甫乳類

なっているといっても過言 ではないだろう 。 その後の株化培養細胞におけ る リアルタイム測定の背景とショウジョウパエ 2 )、シロイヌナズナ 6 1、さらに 1南乳

幾つかの注意点、さらに我々の グループで最近開発

類の細胞 、組織2 8) でも 測定がはじめられた 。以前はしたマルチカラ ーの リアルタイム測定方法について

レポー ター ベクタ ー を ゲ ノ ム に 帰 入 し た トランス

述べたい 。

この特性を利用し、

A T T O などのメーカーか らリアルタイム

ジェ ニ ック 体( あるいはそれから単離した組織 ・細5 ‑ 1 . リアルタイム測定におけるル シフエラーゼ胞) や安定細胞株が測定に用いられ てきた 。近年、上回らはレポ ー ターベクタ ー を一過的に株化繊維芽とルシフェリン細胞に導入、リアルタイム測定 することに成功し 21 )、一般にルシフエラーゼは他のレ ポ ー ター酵素に 比遺伝子導入が可能 な昨日乳類細 胞では、より簡便に リべ、高IH 胞内での安定性は低い とされているが、いず

アルタイム測定が行えるよ うに なった 。

れのレポ ー ターに おいても転写の変動をリアルタイ

(1 )

(2)

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時間(日)

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時間( 日)

図4

株化培養細胞におけるリアルタイム測定( 1 ) リアル タイム測定におけるルシフエラーセの安定性の影響。 m P e r 2 E b ox ::T K プロモー ターにP E S T無
し ( 0 ) または P E S T融合した (企) E L u c を連結したベクタ ーをN I H3 T3に一過的に 導入し、リアルタイム測
定 した結果。 ( 2 ) ルシフ ェリン 濃度 とピ ーク強度の相関性。m P e r 7 E b ox‑T K : :L uc (+ ) ベクターを導入した Ratl 安定株を 、種々の ルシフェ リン濃度において測定した際の 1 5t (・) お よび 2 n d (0 ) ピ クの発光強度を 示す。インセッ ト図 はリアル タイム測定結果の一例 を示す 。 ( 3 ) 緑および赤ルシフエラーゼを用いた m P e r2 および m 8 m a 1 7 プロ モー ターの同時リ アルタイム測定。上図 はm P e r2 ‑ 緑および灼 8 m al7‑ 赤ル シ
フエ ラーゼ ベクタ ーをN I H 3 T3 に一過的にコトランスフェクションし 、光学フィルターの有 (F 2) 無 (F O)
での測定結果 を示す 。下図は F O および F 2値から緑 (0 ) および赤ルシフエラーゼ (企) 活性を計算した結果を示す。
l時間生物学‑ 42 ‑

V o I.l 3 ，
N o .l (2 0 0 7 )JI定するには、 細 胞内でのある程度の不安定制
刊
J[引
i川
J!
泌
測
、り
で
で
ム

のルシフェリンが残存していた( 未発表データ) 。 こが要求される 。 レポータ ー酵素の不安定化 (短寿命のことから少なくとも数日間の 測定においては、培化) には、 以前よりオルニチンデカルボキ シラーゼ

養液中のルシフェ リンの減少は 実験結架に影響しな(O D C) のP E S T 配列( タンパク質分解に関わるドいと考えてよいだろう 。

メインにプロリン (P) 、グルタミン殴 (E )、セリン(S) 、ス レオニン (T ) が多く存在する確率が高い、 これらのアミノ酸を 多く含むタンパク質
ことか ら

5 ‑2. 多色ル シ フエラーゼを用いたリアルタイ ム
測定

分 Wio ドメインの総称として呼ばれている) が用し、ら

最近我々は 、前述のマルチカラーア ッセイを リア。 ルシフエラ ーゼを用いたリアルタイム
れている 則ルタイム測定に応用することが できたので紹介する 。

測定においても、ルシフエラー ゼ のC 末端に O D C の用いたルシフエラーゼは、前章 で述べたイリオモテ

P E S T 配列を融合させ たキメラ体が使われ る こと がボタル緑ルシフエラーゼ (S L G) と鉄道虫赤ルシフエ

多い 。

ラーゼ (S L R) である 。 図 4 ‑ 3 の上図は、 mPer2

リックビ ートルルシフ エラーゼ (ELuc) のC 末端に'm al1 プロ
モー タ ー に 赤 ル シ フ エ ラ ー ゼ (し、ずれも C 末 端 に

P E S T 配列を融合 した、あるいは融 合させないもの

P E S T を融合) を連結したレポ ー ターベクタ ー をN I Hで測定した結果を 示 す。 P E S T 配列と融合させる こ):I:J光 学 フ ィ ルとで、発光強度は 2 0 % 程度に低下す るものの 、細胞ターが装備されている A T T O 社 製 リ ア ル タ イ ム i!JJI

内に残存するルシフエラ ーゼが少ないため、振 11高の定装置 (クロノス) で iJ ! i J 定した結果を示す。 なお、高いリズムが見られるようにな る 。我々の経験では、

P E S T 配 列 を 融 合 し た 各 ル シ フ エ ラ ー ゼ の N IH3T3

ト

細胞で の半減期は約 1 11奇問であり、両者が同じ安定

図 4 ‑ 1 はmPer2 のE‑box に依存した発現を、クP E S T を融合させたルシフエラーゼで あ っても、、
プ ロモータ ー に詞lル シ フ エ ラ ー ゼlηβ

ランスフェクションするプラス ミド 量を上 げると、性 である ことは {i'([i Wi している 。赤と緑の場合、 s I3周期に変化 はないが、振! 隔の低下、見かけ上 の位相後退がみられる 。逆にプラスミド量を下げると 振 l隔

2 で示した FO とF 2 を測定する ことで 2 色 の分離 ・定量 が可 能である 。 ￨三111" の F O はフ ィル ター無し でが増加 し、見かけ上位相が前進す る傾 向がみられ る。

測定した 全光、 F2 は R60 フィルターを通した発光値

つまり同じルシフエラーゼを使 いリアルタイム 測定である 。 な お ク ロ ノ ス で は 、 各 ル シ フ エ ラ ー ゼ のする場合で、も 、細胞内のルシフ エラーゼ量 により位フィルタ ー に対する透過係数( 予め決定しておく必相と振 1隔が変わる場合があるので、注 意が必要であ

要がある) を測定ソフトにセットしておけ ば、次式る。

の分離色の計算をしながら各色 の発光値をリアルタ

リズム州究に用いられる生物の うち、細菌を除 き
リアルタイム測定にはホタルル シフ エラ ーゼが最も多く用いられている 。発光基質であるホタルル シ
フェリンの龍山崎1I1JI包透過・浸透性と培養液中での安イムで表示してくれる 。

: 11 二[](:)=(

定性がその理由として挙げられ る 。 ではどの程度の/( G l<fiO ，/( R R回はR60 フィルタ ー に 対 す る 緑 、 赤 ル シ

ルシフ ェ リ ンが適当であろうか川主14 ‑ 2 はmPer

フエラ ーゼの透過係数、 G 、R は緑および赤ルシフ エ

1 E‑box のホタルルシフエラ ー ゼベクターを導入しラーゼ活性を示す。

ifllJ定したR a t 1 安定株を、種々のルシフ ェ リン濃度で、

図 4 ‑ 3 の下図は、上図で、の値から緑および赤ル

た ￨療の 1st お よ び:'2 nd ピ ー ク の 発 光 強 度 を 示 す。 各

住l を計算し 、 プロッ トしたものでシフエラーゼの j古

ピー ク強度は、 0 ，2 m M まで直線的に増加したが、そある 。 内因性の m R N A の変動と同様に、緑と赤ルシ

れ以降 プラ トー に達し、 1 m M では低下した (細胞毒フ エ ラ ー ゼ で モ ニ タ ー し た Per2 とBmall プロモー

性によるものと考えられる )。 実験系 により 異なる

ターのリズム変動は逆位相を示 した 。 この結果は、とは思うが、細胞毒性の影響が なければ、プラトー!iJ定した場合の位相、振 l岡、周期と 一致する
単色で iJな範囲でのルシフ ェ リン濃度を用いた方が安定な結こと、さらに緑と赤のルシフエ ラーゼを入れ換えて果 が 得 ら れ る だ ろ う 。我 々 は 、 培 養 液 中でのル シ

同時iJ[IJ定 しでも同じ結果が得られること から、正し

フェリンの安定性について、高 速液体クロマトグラ

く色分離がされていることを確 認している 。 なお、

l史的に検討したところ、 NII‑I
フイーを !日いて予備 実E

定量性のレンジについては、十 分な発光強度がある

3T3細胞で 5 日間リアルタイム測 定 した後でも 95%

場合、緑と赤ルシフエラ ーゼ の 活 性 が 100 倍異な っ時 I::J!J:.物学

V o I.l 3 ，N o ，J (2 0 0 7 )43 ‑ていても、正確に定量 できることを確認して いる 。

フィッシュの粧性繊維 芽細胞の個々の リズムが光にマルチカラ ーのリアルタイム iJlJ定では、 2 種のプより同調 する こと を捕 らえた 3 ) 。 また 驚くべき こと

ロモー ターを同時に測定可能 なことが最大のメ リッに、 M ihalcescu らはシアノバクテリア でのシングル

トである 。 ホタルル シフエ ラーゼを 単独 で使用する

セルイメージングにつ いて成功している 9。
)

場合、トランジェントア ッセイで用い られてい る内

さて、ルシフエラーゼ を用いたセルイメ ー ジング

部コン トロールによる補正が で、きないため 、位相 や測定での成功の鍵は、 イメー ジング装置の感度にも振 1閣の解析はできても転 写レベルの増減を定量 的に依存するが、いかに明 るい試料を用意できる かであ

評価 す る ことはできない。増 減を iJ!1J定する;場合、ろう。 イメー ジングで は個 々の細胞の発光を捕 らえ

我々は SV40 プロモーターに繋い だ緑もしくは赤ル

るために対物レンスが用いられるが、 一般的に検出

シフエラーゼを内音日コントロールとして用いること

効率は、レンズ倍率を 上げると倍率の 2 乗に反比例で良好な結果を得てい る 。 また概日 発現振動にお よ

して下がるとされてい る (レンズを 2 倍から 10倍にぼすシス配列の影響を 解析する場合、野生型 と変異

上 げ ると感度 は 1 / 25 になる )。装置については 、

1 時間の位相の変化を明

ここ半年間でア トーとオリ ンパスの 2 杜から、光学瞭にモニタ ーできている 。 さらに、同 一 プ ロモー

系が工夫され、比較 的発光強度の低い試 料でもイ

ターで発現する緑と赤 の 2 種の細胞を作製し、共 培

メージングが可能な装 置が製品化された 。 シングル

体を同時に測定する事で、養 により細胞 ( 群) 問での 同調や相互作用 の有無を

セルレベル での発光イメ ー ジングの歴史 は浅く、 発検証する方法について も構築している 。 このように、展途上の測 定系であるため、 iJ!lJ定系の改良の余地が2 種のルシフエラ ーゼの発光を同時に iJlJ定するこ と

多 く残 って いる 。装置 の改良に つ いてはメ ー カーの1 極のル シフエ ラーゼでは不可能であ った実験

方々に期待したいが、 ここではイメージング に用いで、系がデザインできるよ うになった 。

るルシフエラ ーゼについて触れてみ たい。

6. シングルセルイメージ ング系

いずれもホタルルシフ エラーゼがレポ ー ター として

これまでの シング ルセルイ メー ジングの報告では、前節で述べた リアルタイム測定は、 組織あるいは用いられているが、 果 たしてホ タルル シフエ ラーゼ

ディッシュ内の全ての 発光を検出してマスの データ

はイメ ー ジングに最適で、あろうか? ホ タルル シフエ

を解析するのに対し、 シングルセルイメージ ングはラーゼの至適 p H は約 8 であり、この条件で は黄緑

個 々 の 細 胞 か ら 発 す る 発 光 を C C D カメラ でイ メー

色に発光しているが、 酸性側では赤色にシフ トし'8) 、ジングする ことで、個々の細胞の 遺伝子発現の変動

発光量子収率 は 1 / 2 以下に低下する 11 )。 また 至適を経時的に定量するこ とができる 。 また組織におい温度は約 25 C であり、通常高I 胞を培養している 37 Cては、これまで"in situ ハイブ リダイゼーションなど

では活性は 1 / 3 に下がる 11 )。先にも述べたように、

00により行われてきた遺 伝子発現の位置情報に ついて

ホタルル シフエラ ーゼは 1甫乳類細胞では赤く発光 しもリアルタイムに f符ネ庁することカ f できる 。事正日リ ズている 。 この原因がp H で、あるのか温度で、あるのかム研究では、時計遺伝 子の発現を指標に細胞 聞でのは定かではないが、い ずれにしてもホタルル シフエ

同調や、 組織内の発現部位の 定量 的な解析などに用ラーゼの細胞内 での環境 は至適でないことは確 実でいられている 。

あり、発光のイメージングをする条件においては、

これまでル シフエ ラーゼは、その発光が微弱であるため、細胞レベルでのイメ ー ジングは難しいといホタルル シフエラ ーゼの持つポ テン シャル は著 しく低下し ている と我 々は考えている 。

われてきたが、ここ数 年でシングルセルイメ ージン

我々は発光イメー ジング に特化したルシフエラ ーグを用いたリズム解析に関する大変興味深い解; t ) I ' 結

ゼを構 築する ため、発光ス ペク トルが p H の影響を果 が 報 告さ れ る よ う に な った。 2003年、 LJ 口 らは受 けないブラジル 産ク リックビ ート ルルシフエラー

mPerl‑Luc マ ウ ス の 視 交 叉 上 核 切 片 で の シ ン グル

ゼ却のc D N A を改良し 、野生型よりも 200倍発現量 をセルイメージン グに成功し、個 々の紺l胞が異なる位上げることに成功した (ELuc) 。実際に N IH3T3 に発相関係を保ちながら同 調して振動することを 発見し現させイメージン グに 供したところ、同じ条 件で発た2η。 2004年には、 W elsh目)、名越 i川 この論文で は蛍現させたホタルルシフ エラーゼ (Luc (+ )) よりも

光イメ ー ジング を{吏っ ている ) らが、 lUli青刺激によ10倍以上高い発光強度を 示す ことが明 らか とな ったり開始される株化培養 細胞のリズムが、誘導 ではな(未発表 デー タ) 。 図 5 ‑ 1 にはその発光像の 1 例

く同調であることを明 らかにした 。 Carr らはゼブラを示す。我々はもう 一歩進んで、オルガネラレベルで

11寺
I/lJ生物学‑ 44 ‑

V o I.l 3 ，N o .l (200 7)

(1)

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+20

+40

+2 (μm)

+60

発光像

明視野像

図5

1 細胞レベルでの発光 イメージンク( 1 ) m C r y 7 ::ELuc ヘークタ をNIH3T3細胞に 一過的に導入した際の発光 イメージンク (5̲6倍対物レンス 、
5 分露光) 0 (2 ) ぺル オキシソーム、細胞質および核に局在化させた ELucのNIH3T3細胞における 1 細胞
イメ ージンク (40倍対物 レンズ、 3 分露光) 。右図 はぺル オキシソーム に局在化させた ELuc の発光を Z 軸方
向にふ って撮影 した発光像を示す 。 ( 3 ) m 8 m a 1 7 ::ELuc を導入したトランスジ工 ニ ック マウ スから単離した視交叉 上核切片での発光イメージング (5̲ 6倍対物レンス、 3 分露光) 。上段 は発光像、下段は明視野像を示 し、数字は Z 軸方向の試料ステ ジの移動距離を示す 。

のイメ ー ジングが可能かどうかを検討した 。 ホタルの局在は観察 されなか った。 このように、強く光るをはじめとする甲虫ルシフエラ ー ゼは、いずれも C

ルシフエラーゼを用し、ることで、時 1M' ‑ 空間分解能

末 端 に ペ ル オ キ シ ソ ー ム 移 行 シ グ ナ ル で あ る Ser‑が上がり、これまで見えなか った イ メ ー ジ ン グ 像 がL ys ‑ L eu (S K L 配列) を有しており、実際、免疫染撮影できるようになると期待している 。

色によりホタルルシフエラ ーゼがペルオキシソーム

最後に 、締 麗 な 発 光 イメー ジング像を撮るためのに局在していることが尚一認されている "0 E Luc もテクニカルな点について述べたい。 最 も 大事 な点は、同様に S K L配 列 を 有 し 、 免 疫 染 色 お よ び S K L が付加

フ ォーカ ス を い か に あ わ せ る か で あ る 。 A T T O社

されたベルオキシソ ー ム局在型 GFP のイメ ー ジング

製の装置は、電動の試料ステ ← ジコン トロ一ラ一ににより、 E Lucが ペ ル オ キ シ ソ ー ム に 局 在 す る こ とよ り 羽判q軌
計
油
hが l μ m'単
l 科位でを 確 認 し て い る 。 そこで、 C M V プ ロ モ ー タ ー でペルオキシソ 一 ム に 局 在化 さ せ た E L u
山児
jC の イ メ 一 ジ

N IH3T持I 胞に発現させ、 40倍 の対物レンズを用し、i判lq引油i軸l方向に 2 μm ず つ ふ つてり
日
!i
測
!m
則
!IJリ
l定した 。 そのングを z 取て発光イメ ー ジングに供したところ、図 5 ‑ 2 に示

結果、図 5 ‑ 2 に 示 す よ う に (図 中 フ ォ ー カ ス のすようにベルオキシソ ー ムに局在している様子が観

あ った点を 0 とした) 、 40 倍 の 対 物 レン ズでは 2μ察できた 。 参考までに、 S K L を￨ 徐き細胞質に局在化

m ず、れるとフォーカスがあわなくなり、全体にぼやまたは SV40 の 核 移 行 シ グ ナ ル を 付 加 さ せ 核 に 局 在けた像になることが判明した 。 株 化 細 胞の厚みはお化 させた ELuc のイメ ー ジ ン グ 像 に つ い て も 図 5 ‑

およそ 1 0 μm 程度で、あるので、フォーカスは比較的2 に示した 。 プロメカいから販売されているホタルル

あ わ せ 易 い が 、 組 織 の 切 片 で は 最 低 で も 100μ m のシフエラ ーゼ L uc(+) 、 L uc2 はC 末 端 の S K L 配 列 が厚みがあるため、フォ ーカス調整 は 非 常 に 難 し い。

rI

除かれているため、来 たに S K L を付加してイメージzn

図 5 ‑ 3 は 視 交 叉 上 核 の 切 片 を 5̲ 6倍 の 対 物 レ ン ズ

ングに供してみたが、我々の 測 定条件では全体 にぼやけた発光像になってしまい 、 ペルオキシソームへした発光像 (上 ) と明視野像( 下 ) である 。 低 倍 率

H寺￨ 町生物学 Vo I. 13.No .l (2 00 7)

4

﹁

h
U

のレンズを用いているので 4 0 ‑ 6 0 μm 程度の前ニ容 muSubram ani S: J C ell B iol108:1 657‑1664 (1989)

囲があることが分かつたが、実 際には下図のような

5) K im SB. O z a w a T. Watanabe S. U m ezawa Y:

明視野像を見なが らZil
! lを決定するため、どこで発Proc N atl A c ad Sci U S A 10 1: 11542‑11547 (2004)

光のフォーカスがあうかは、ほ とんど勘に頼ること

6) K olar C. F ejes E. A d a m E. Schafer E. K a y S Aになる 。 良い解決策はまだないが、蛍光 色素や蛍光タンパク質などを使い、蛍光で フォーカスをあわせるのも 一つの手段かもしれない。

N a g y F: Plant J 13:563‑569 (1998)
7) Kondo T. Strayer C A Kulkarni R D.T a ylor W .
Ishiura M . Goldedn SS. Johnson C I‑I: Proc Natl
Acad Sci U S A 90:5672‑5676 (1993)
8) Leclerc G M . Boockfor F R. Faught W]. Fr羽 νley

7. おわりに
本稿では ホタルをはじめとする甲虫系のル シフ エ
ラーゼを用いた 測定方法を中心に解説したが、 この他 に分泌型ルシフエラ ーゼによ る迫伝子発現モニターも行われているので 、興味のある方は参照して]頁きたい 13.20.2ヘ ルシフエラ ー ゼを発' Jr. プ ロー ブとLS: BioTechniques 29 ・590‑601 (2000)
9) M ihalcescu .
1 Hsing. W . L eibler S: Nature
430:81‑85 (2004)
10) Nagoshi E. Saini C. B auer C . Laroche T. Naef
F. Schibler U: C ell119:693‑705 (2004)

する細胞機能解析については、 発光と蛍光を組合わ

11) Nakajima Y. Ikeda M . Kimura T. H o n m a S.

せ た Biolumin 巴scence Resonanc巴 Energy Transfer

Ohmiya Y. H o n m a K : F E B S L ett 565 :1 22‑126(BRET) に よるタンパク質

タンパク質相互作用

解析 15.29) 、ルシフエラ ーゼを半分に切断し、再構成に(2004)
12) Nakajima Y. K imura T. Sugata K E nomoto T.

伴う発光を測定することで細胞 内タン パク質の相互Asakawa A Kubota H. Ikeda M. O h m iya Y:

作用や局在解析 5 1 など新たな技術が次々と開発さ れBioT echniq ues 38:89 1‑894 (2005)ており 、リ ズム研究にこれらを応用するこ とで新た

13) N ishide SY. H o n m a S. Nakajima Y. Ikeda M.

なメカニズムの解明に役立つの ではないだろうか。

Baba K. Ohmiya Y . H o n m a K: Genes C ells

ルシフエラ ーゼアッセイ系をご存知の方に は退屈な点もあったかもしれないが、 これからルシフエ
ラーゼを使い始める方々の一助 になれば幸いである 。

11 :1 173‑1182 (2006)
14) O hmiya Y. S u miya M . Viviani V R. O h b a N:
Yokosuka C ity M u s 47:31‑38 (2000)
15) Pfleger KD. E idne K A: Nat M e thods 3 ・165‑174

謝辞(2006)

共 同 研 究 者 で あ る サ ン パ ウ ロ 州 立大学の V adim

16) Sato T K. Panda S. M iragl
i a L]. Reyes T M .

V iviani博士、北海道大学の本 間研一先生、本間さと

Rudic R D. M c N a m ara P. N aik K A F itzG巴rald

先生に感謝する 。 また、発光測定に関しては東京大G A K a y S A Hogenesch JB: N euron 43・527‑537

学の秋山英文博士、 A T T O の久保田英陣氏、浅川篤(2004)

氏、榎本敏照氏、ル シフエ ラーゼの改良については
東洋紡績の西井重明氏、浅井友 美氏の協力のもとすすめた。 この場を借りて感謝する 。最後に執筆の機会を与えて 頂いた岡山大学の富岡憲治先生 に感謝する。

17) Seli ger H H. McElroy W D : Arch Biochem
Biophys 88 :1 36‑141 (1960)
18) Seliger H H. M c Elroy W D : Proc N atl A c a d Sci
U S A 52:75‑81 (1964)
19) Shimom ura

0: B ioluminescence. C hemical

Principle and M e thods 1 ‑454: W orld Sci巴ntific
引用文献(2006)1 ) Akashi M . T akumi T : Nat Struct M ol B iol
12:441‑448 (2005)
2) Brandes C . Plautz J D. Stanewsky R. Jamison
CF. Strau me M. W o o d KV. K a y S A 、H all JC:
N euron 16:687‑689 (1996)
3 ) Carr A JF. Whitmore D : Nature C ell Biol 7:
319‑321 (2005)
4) Gould S]. Keller G A H osken N. W ilkinson ].
11寺IflJ生物学‑ 4 6 ‑

V o I.J 3.No. 1 (2 007)

20) Tanahashi Y. Ohmiya Y. H o n m a S. Katsuno Y.
Ohta H. Nakam u ra H. H o n m a K: A nalBiochem
289:260‑266 (200 1)21) Ueda H. Chen W . A dachi A. Wakamatsu I‑I .
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K. Suzuki Y. Sugano S. Ii no M. Shigeyoshi Y.
H ashimoto S:Nature 418:534‑539 (2002)22) V iviani

V R.

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OhmiyaY:

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B iochem 354:1 5‑2 1 (2006)23) V iviani V R. S ilva A C. Perez GL. Santelli RV.

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70 254‑260 (1 999)

302 :1 408‑1412 (2003)

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29) X u y ，Piston D W . Johnson C H: Proc N atl Acad
Sci U S A 96 :1 51‑156 (1999)

26) Yamagishi K. Enomoto T. O h m i y a Y: A nal

11寺羽
￨ 生物学

V o I. 13.No.l (2 0 0 7 )‑ 47 ‑

第 1 3 回日本時間生物学会学術大会と第 2 2 回国際生物学賞記念シンポジウムを終えて深田吉孝 ‑ 広田 毅
東京大学大学院理学系研究科生 物化学専攻

第 13 回日本時間生物学会の東京学術大会は、 2006

題となりました。 このような切迫した状況のなか で

年 11 月30 日から同 12 月 2 日までの 3 日間、東京国際各委員が熱心に企業各社に働き かけ、本間研一理事

フォーラムにおいて開催されま した 。すでに前号の長をはじめ 一部の学会理事 のご協力もいただいて、巻頭言でご紹介したように、昨 年、第 22 回国際生物大会の開催 2 ヶ月前にようやく一息つける状 況に こ

rChronobiogy J が選定され、オ
ランダ ・グロニンゲン大学の Serge D aan博士が受賞者に i夫定 しました 。 これを記念する国際生物学賞記から感謝申し上げる次第です。

念シンポジウムが、本学術大会 に日程を 一部重ねて

手 11明教授と柴田重信教授にプログ ラム委員として
塚

同じく東京国際フォーラムで開 催されました( 開催

議論に参加していただ き、臨床と基礎の両分野あわ責任者: 旅田吉孝) 。 このような事情から本稿では、

せて 5 つのテーマを選定しました。各 シンポジウム

国際生物学賞記念シンポジウムの報告記も1 J j : せ、本の報告は別に記事があるようで すので、テ ーマを記

学会の第 13 回学術大会につ いて報告させていただきすだけにとどめます。 『フィ ールド 医学と ￨時間医学 J

学賞の授賞分野に

学術セッションの編成では、準 備委員に 加えて大

ます。

写真 1

写真 2

学会懇親会にて( 東京国際フォー ラム 口 イヤ
ルキャフ工 テリア )写真 3

学会ポスター会場( ホ ール 0 5 ) にて深回大会長からの開会の挨拶 (ホール 0 5 )まず第 13 回学術大会の開催準備のため、 東大の学会員を中心に、海老 j翠l肖( 以下敬称1洛: 東大/ 院医) 、
前村浩二 (同)、岡野俊行(早大 / Jlll工) 、小島大 iMi(東大/ 院理) 、真田佳門( 同) に筆者間名が加わって大会準備委員会を作り、準備委員 会事務局を広田毅が務めました。会場は当初、東大 キャンパスの中で山上会館と Jl l ! 学部が新築した小柴ホールの 2 会場を 予約していましたが、急、 j阜、併催することになった国際生物学賞記念シンポジウムに 日桂の制限などがあり、頭蓄の日程と会場に決まりま した。大学施設を
1 に上がったため、利用する場合に 比べて会場費が大 11m

財源をいかに確保するかが準備 委員会での大きな謀時￨ 羽生物学‑ 48

V o I.J 3 .N o .1 (2 0 0 7 )rl時 間栄養学一 食とリスム J. r分子時計研究の最前
線 J r精神疾，忠とリズム j rメタボリツクシンドロー

ょう、いろいろな方策を練りました 。 各企業による機器展示をポスタ ー会場内で行ない、共存共栄を図

ムとリズム j がタイトルですが、いずれのセッショりました 。 また、国際シンポジウムのセッション聞ンにも多くの聴衆が集まり、高いレベルの講演に対の時間を長く設定してポスター発表の指定討論 H寺聞して活発な 意見交換が行なわれました 。 1やでも、東とし同会場の動線にも工夫しましたが、いかが京国際フォーラム・ホール D 1 は定員 132席というコだったでしょうか。 ポスタ ー発表の中から ー音11の演

ンパクトな会場で、聴衆にとても近い位置に講演者

題をシンポジウム 『分子時計研究の最前線 j のショーが立つので会場に 一体感があり、いっそう熱のこ

トトー クに汲み上 げ、ごく 一 部ではありますが若いもった議論が行なわれました 。 当初、ホ ール D 1 で学生会員にも口頭発表の機会を与えることができま

はl聴衆を収容しきれない可能性を危倶しましたが、した 。残念ながら 、時間的な制約から他のシンポジ

そのような事態も起こらず、広い会場よりもむしろ、

ウムセッションで は講演への汲み上げ、がで きなかっこのようなコンパク トタイプの会場が本学会の学術たため、ご希望に添えなかった事もあろうかと思い

講演には似合っている印象を持ちましたが、皆様はますが、この点はどうかお許しください。

どう! 惑じられたでしょうか。

会期の 3 日間とも ランチョンセミナーを行ない、さて、会員による 一般発表こそが学術大会の 1=1=1枢

参加者の皆様が一 日を通して会場で過ごせるようにであることは 言 を倹たない事ですが、大会には 100

して、インタ ー ネッ トの専用スペ ースも確保しまし

演題の EI 3 し込みがありました 。今回は 、」二述のシンた。 ホール使用料が高いため、参加者が自由に過ごポジウム (27 演題) と国際シンポジウム (31i寅題)

せる広い休憩スペ ースが確保できませんでしたが、に数多くの講演が組み込まれましたので、これに加東京の都心という地の利を生かして、議論や懇親にえて 100題 も の ポ ス タ 一 発 表 が 集 ま っ た こ と は 喜 ば

は会場近くの庖鋪を利用していただけたのではない

ニをしい限りです。 ポスターによるー般発表の重要 tl

かと考えております。

鑑みて、ポスター会場には多くの参加者が流れ込む

第22 圏
国際生物学賞
捜賞式
InteFl1s tJOB iU
forl露。
f唱j'
E抑 6

一方、国 ￨祭生物学賞記念シンポジウムの参加者は、外国人約 20 名を含めて 240名近くにのぼり、会場の東京国際フォーラム ・ホー ルD 7 には常に満 員 に近い多くの聴衆が集まりました 。 日本学術振興会か らの要請を受けて 一般公開シンポジウム( 参加費無料 )としましたので、かなりの人数の 一般参加者が入場しました 。 この事 実 は、本学会の研究テーマである

H寺間生物学が一般社会からも強く注目されている証
しで、非常に 喜 ば しいことだといえます。 さて、この記念シンポジウムは、本学会学術大会期間の 2 :11
目と 3 日目に併催され、セッション 1

写真 4

国際生物学賞援賞式にて (2006 年 " 月20 日)(photo b y A n na Wirz )写真 5記念シンポジ ウム晩餐会にで天皇陛下からの下賜記 念メタ ル を披露 す るタ ー ン博士 (photo
by A n n a Wirz )11寺HU生物学

ヒ卜の ￨時間

生物学、セッション 2 ・脊樵動物の時間生物学 I 、
セッション 3

写真 6

脊椎動物の H寺間生物学 E 、セッショ

学会とシン ポジウム 終了後の打 ち上 げ (東京国際フォ ラムガ ラス棟からの夜景を楽 しみながら)

(photo by A n n a Wirz )V o I. 1 3.No. l (2007)‑ 49 ‑

れたと 言 えます。

ン4

ショウジョウパエの時間生物学、セ ッシ ョン

5植物、シアノバクテリア、アカパンカビの時間

最後に 、本 学術 大 会の開 催 に あ た って は、ラ ン

生物学、に分けて招待講演が行なわれました 。多様

チョンセミナ ー担当のアトー( 株) とオリンパス( 株)な生物の リズム現象とその根底に潜む分子メカ ニズ

をはじめ、ブース展示には 9 社、寄付と広告掲載は

ムを研究 してい る囲内外の第一線の研究者が招] 博さ

21 社からの協力をいただきました 。 このようなご協

れ、 生物リズムに関する 最新の 知見と諸問題が総合力のもとで、国際生物学賞記念シンポジウムを併催

的に 議論さ れました 。紙面の都合で各講演の内容にする事により、時間生物学の学問的アピールを行う

はふ れませんが、 シンポジウムの最後に 、第 22 回国と共に、大学院生をは じめとする幅広い若手研 究者

際生物学賞を受賞 したSerge Daan 博士が「夜明けとへの啓蒙をも行うことができたと考えています。

夕暮れ・ 2 つの因子による概日時計の同調」という本学術大会に は、 一般参加者 241名( うち当日参加登

演 題 で 記 念 講 演 を 行 な い ま し た 。 この講演で、 Daan
同士 は、オランダと日本の 交流の歴史から紹介し、者 は21 名)、これらの 合計 は343名 にのぼり、例年のその後、同博士がこれまで時間生物学の分野で展開

大会よりもかなり多い参加 者を 迎 えることができました研究史の 集大成を述べられました 。 このようにした 。 4守に、例年にもまして数多くの学生参加者 を本シンポジウムにおいては、 H寺間生物学の研究分野

迎 えることができたのは主催者にとって大きな喜びの最前線の研究成果が発表され、今後の研究に向けであり、日本学術振興会をはじめ、ご協力いただきた議論と問題提起を通じて、時間生物学分野におけました関係各位にここに心よりお札を申し上げる次る国際生物学賞受賞者の業績とそのインパクトが浮第であ ります。

き彫りになり、本賞の学術的意義が国際的に高めら
1 1111111111111111111111111 11 111111111111111 11 111111111111111111111111111111111111111111111111111 111111 l1111111111111111111U11 1111111 1111111111111111 川 111111111111111 ¥1 11111111 111111 111111 111111111111111 1111111 1111111 111111"1111111"1111111111111111"'111111111111111111111111 け 1111111111111111 11 111111111111111 11111111
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I第 1 3 回日本時間生物学会学術大会 j と「
第 2 2 回国際生物学賞記念シンポジウム J 参加記
浜坂康貴( 独) 産業技術総合研究所生物機能工学研究部門

2006 年 11 月30 日から 12 月 2 日まで第 13 回日本時間

生物時計研究グループ特別研究員

みに、第 16[8] 、「発生 生物 学 」 分 野 で の 受 賞 者 は、生物学会学術大会 に参加した 。今学会 は、第 22 回国ショウジョウパエを使って初めて概日 リズムの変異

際生物学賞の授賞分野として 『
時間生物学

体を単離したことでも有名な Dr. S. Benzerなのだそ(Chronobiology)1. が選定 されたため、受賞者を招うだ。 そ して 、今回の第 22 回国際生物学賞『時間生いて開催される記念シンポ ジウムと同時に開催され物学た。恥 ず か し な が ら 、 私 は 国 際 生 物 学 賞 を 知 ら な(Chronobiology) 1. 分 野 で の 受 賞 者 は、 Dr.
Serge Daan (オランダ、 グローニ ンゲ ン大学教授)かったので、学会に参加す る前にネッ トで公式ペ ーだった。

ジを閲覧 してみた 。 そ れ に よ る と 、 設 立 の 趣 旨 はハエの概日リズムを 主 に勉強してきた私にと って、H百手[1天皇 の術l在位 60年 と長年 にわたる生物学の御晴乳類の研究が多 いといわれる時間生物学会 は初め研究を記念するとともに 生物学の奨励を図る " ことての 参加だ、った 。今回 は国際生物学賞記念シ ンポ ジ

なのだそうだ。受賞者 は生物学の研究において世ウムと同時開催ということで、論文などで名前は界的に優れた業績を挙げ、世界の学術の進歩に大き知 っている けど、 顔を知らない" 国 内外の著名な研な貢献をした研究者" を対象分野から究者( 受賞者の Dr.Daan を含む) を拝見で きる機会

原則として

毎年 l 人" が選ばれる 。 受賞分野の選定は国際生物としてとても楽しみにしていた。

内外の関係学

初日の 11 月30 日は日本時間 生物学会会員 による年

術機関 ・団体及び有識者からの推薦に基づき" 最終

次発表会だった 。 開催場所は、東京国際 フォ ー ラム

的には国際生物学賞委員会で決定するそう だ。 ちな

で、ここはアイドル歌手などがコンサ ートを する設

学賞委員会が行い、 受賞者の 決定は時/l U生物学h‑ ハd U

V o I. 13 ，No.l (2 0 0 7 )ズムを追 った研究や、前乳類以外の脊椎動物から見1つかっ た新規クリプトクロム (C R Y 4) の機能をニ
ワトリにおいて解析した 研究、 Luc イメ ー ジングによって マウス視交叉上核の P erl 遺伝子の発現 リズ
究など、シアノバクテ リア、シロイ
ムに ついての砂「ヌナ ズナ、ゼブラフ ィッ シュを 含めた様々な種で、新規時計遺伝子の探索や新しいモテツレ構築への試みについ て発表があ った。
この 日に、私の 印象に残ったのはH

ランチョンセミナ ー. である 。私は 学会 の "ラ ンチョンセミナー"にも初 め て の 参 加 だ っ たため 、 ランチョンセ ミナー" のお弁当が用意 されていたのには驚いた 。 さらにひっ くりしたのは、お弁 当の中身。 とても 豪華なのだ。 あとで聞いた話によると、この お弁当は帝ったとか。午前中に、食生前や 栄養バ
国ホテル製だ、
ランスと日周知lリズムの誹 j寅を聴いただけに、 豪華
なお弁 当で私のおJI夏も体内H寺計も大満足だった 。 も作当だ
ちろん、・ランチョンセミナ ー" での収穫はお う
けではない。 この日はルシフエラーゼ (Luc) によ
写真， . 講演会場 ( 5 階総合受付) 傍 のテラス 。講演の合間には 、コーヒ を飲みなから休憩している人であふれた 。ちなみに講演会場は 7 階のホ ル だ った 。

るレポ ー ターアッ セイを改良す ることによって 、 より複雑な解析が出 来るよう にな ったという講演が行われた 。そのうちの 一つが、鉄道 虫由 来の Luc とイ
リオモテホタル由来の Luc を同時に検出する手法。

。

i がある ほど有名かっ巨大な 施設らしし、 。関東に不この 2 つのLuc は同じ 基質を 使うにもかかわ らず、慣れな私でも、この" 周辺!択からは徒歩で 5 分" の前者は赤色を、後者は緑色を発 光するので 2 種類の建物には、迷うことなく 着 けるだろうと高をくく っ遺伝子発現を 同時 に測定するのに使利 なのだそうだ。

ていた 。 しかし、当日の朝、地下鉄の駅 から地上へ、 Luc 活性をイメ ー ジングで検出する 手
もう 一つ は出てみると 、外は 巨大なビ ルに閉まれ て、どの方向法。 この手法を用いることで、組織 あるいは培養細に歩けば会場にたどり着けるの か見当がつかない。

胞における遺伝子発現を細胞毎 に経 H奇的に検出する

さらに困ったのは東京国 ￨祭フォーラムにたどり 着 い

ことができるという 。今学 会では L uc イメ ー ジングてからで、 施設があまりにも大きいためな かなか学

による研究が多数見受 けられ、また、 3 日目のラン

会会場を見つける こと が 出来なか った。右往左往しチョンセミナ ーでも L uc イメー ジング用の機器の 宣ていると学会参加者の人ごみが 見っかり、なんとか伝があるなど、今後、リズム現 象の強力な解析手法

学会受付にたどりついた 。

として 普及しそうな 印象を受けた 。

この日の午前中は「フィールド 医学 とH寺問 医学」、 12 月 1 日は、国際生物学賞の記念フォー
次の 日のセ ッションと 「時間栄養学一 食と リズム ‑ J が行

ラムが前日と同じ場所で聞かれ た 。 この日、少し遅われた 。 さらに、午後の音1Iでは近年話題にな ってい

刻 し た 私 は 、 慌 て て 地 下 鉄 の 駅 を Ujlて 東 京 国 際

メタボ リツクシン ドロー ム" と絡めて、摂食、

フォー ラムへ向か っていた 。 すると 、私 の少し前をる

肥満、 糖尿病 、血圧変動と体内時計の閥わ りにつ い

背の高い 3 人の年輩 の外国人が歩いている 。彼らはてのワ ー クショ ップが設けられるなど、概日リ ズム

キョロキョロと何かを探 して いる様子だ った。 「もの研究が日常生活に直結するよ うな話題が数多く扱しかしたら、学会に参加する人 遥かな? J と思わな

分子 H寺計研究 のわれた 。 また、午後の別会場では 「

いでもなか ったが、ここは国際都市東京、 外国人が最前線」と題したワークショップが行わ れ、講演を観光で歩いていても不思議では ない。急 いでいたこ

聴 きにきた人が会場からあふれ 出るほどに賑わ った。

ともあり、私は彼らを横目に会 場に向か った。 しかここでは、 P E R とル シフエラーゼ (Luc) の融合タ

し、そ の外国人達も目 的地は同じ の よう で、彼 らはンパクを培養細胞に発現させる ことで P E R分解のリ

地図を見ながら私と 同じ方向に歩 きだし、 小走りの1 11日生物乍1寺. I:3 .No .J (2 0 0 7)
Vo l
R
U

私を長い足で悠々と歩いて追い越 していく 。夜、は彼の役割を調べたものや、 m P E R 2 の 免 疫 沈 ￨経で、共沈らが釆り込んだエレベ ー ター にかろうじて滑り込み、した タンパクを M S‑ T O F で同定し 、新規 l時計調節因彼らと 一緒にフォーラムの会場に釆‑ り込んだのだ っ子を探 した講演などが印象 的だ った。 そんな中で少た。 「そっか、彼らは受賞記念講演 に招待された人

し驚 か さ れ た の はD r. B lock の講演。老 齢 マ ウ ス で達だ、ったのか。招待されてる って事 は、かなり有名

明1音周 期の位相を ずらす( いわゆる時差ボケ) 実験な人なんだろうな J と思い 、私は フォ ーラムを聴きをしたところ、毎週 6 時間ずつ位相が前進する条件つつも、彼らが何者なのか見守 ることに した 。

にl曝したマウスは短命にな ったという 。会場には海フ ォーラムでは開会の挨拶が終わり 、続いて第 22

外か ら招待された捌 究者が多数見受けられたが、今回国際生物学賞の受賞者の D r. Serge Daan の経歴と回の訪日で彼らの健康に悪い影 響がなか ったか少し

先 立って 行 わ れ た 授 賞 式 の 様 子 を 紹 介 し て い た。

心配に なった 。

D r. Daan の代表的な業績の 一つ はげっ歯類 での実験

午後のセッションの前には、ポ スターの発表の時

デ ー タをも と に し た 二 重 振 動 体 モ デ ル と non‑

聞が設けられた 。 出ていたポス ター は約 100 題で、param etric 同調モデルなのだそうだ。 これらの研究

どこも 活発な議論で盛り上がっていた 。 ポスター発

は30 年くらい前に発表さ れてい るにもかかわ らず、

表会は H寺間生物学会の イベン トな ので日本語のポス

前者は近年でもショウジョウパ エの概日リズムの論

ターがほとんと守だ ったが、中には 国際生物学賞の記

文に 引用 されてい る。遺伝子解析 や分子生物学 的手

念シンポジウムのために招待さ れた海外からの研究

法など最新の技術がどんどん出て く るなかで、研究者を引っ張り込んで、英語で議 論 している場面も見分野にも よるのだろうが 30年前の論文が引用され る受けられた 。夜、は前日のことは 多くないのではなかろうか( 実際、今、手近聴 いた赤 Luc と緑 Luc の手法を使った 研 究 に注目しにあ った論文をいくつか見たのだが 、引用されていた。 そ こ で は 赤 と 緑 そ れ ぞ れ の Luc をBmall プロ

ランチョンセミナー" でる論文の 8 割以上が 10 年以内に発表されたもので、

モー ターに連結 し、それらをラッ トの培養細胞に 導

30 年 前 の 論 文 は 一 つもなかった) 。 おそらく、 D r

入したところ、得られた赤 L ucの安定株の概日周期

D aan の国際生物学賞の受賞は、彼の 確かな 研究とは、偶然にも緑 Luc の安定株のそれよりも短か った

先見の明が多くの人に支持され ている現われなのだという 。 では、 これ らの細胞株を 混ぜて培養するとろう 。

それぞれの概日周則はどうな る で し ょ う ? という内そ してフォ ー ラムは D r. D a a n の経歴の紹介が終わ容だった 。 Luc イメージングと共に、 2 色 L u c 法り、いよいよ 受 賞 者 本 人のお出ましという運びとは異なる遺伝子の発現を経時的 に追うなどの方法でなった 。会場を埋め尽く した 参加者は大きな拍 手で、今後の発展が大変期待される 。

D r.D aan の登場を 促 し て い る 。 iDr. Daan はい った

3 日目の 12 月 2 日 は 、 午 前 の 前 半 にChrono‑

いどんな姿をしているんだろう ? J 私は興味津々

biology in Vertebrates II" ，後半はで、ほぽ満員 とな っている会場をグルグルと見回し

in F lies" 、 午 後 か ら は "Chronobiology in Plants，

た。するとその時、私と 一緒に会場に乗り込んだあF u ngiand Bacteria"が催された。 i問型時計と 夜型 H奇の 3 人の外国人のうち、背の高い 一人が立ち上がり、計 の 講 演 を 幾 っ か l聴 い て い た が、 C hronobiolog y

マイクを片手に挨拶をするでは ないか!

in Vertebrates II" でも 、朝型と 夜型の時計の話を聞

そう、彼C hronobiology

こそがこのフォー ラムの 主役である D r. Serge Daan

くことが出 来た。 それは Dr. H. U eda の研 究 室 でので、私はこの時はじめて彼の容 姿を知った 。

エピソードだ、 った。彼の研究室では試薬を使 って実さて、この日の午前中は

H u mans" 、 午 後 か ら は

Chronobiology in験をする (wet) 7vl究者と、その実験値をコンビュー

C hronobiology in verte‑

ターで解析をする (dry) 研 究者がベアになって研brates 1"と 題 したセッションが聞かれた 。午前中の究しているという 。効率のい いことに、前者の wet

セ ッシ ョンでは、人の生活パタ ー ンや リズムを調べ研究者は 昼 に活発に 実験を行い、後者の dry研 究者ているということもあ って、分子生物学的な研究は

はそ の実験値を夕方に受 け取り、 主 に夜中に分析す

少なく、むしろ臨床で集めた￨ 睡眠・覚醒のデータをるのだそうだ。昼夜で異な る1伝写 因子がリズムを調T w o Process m o del" に照ら し合わせた講演が多節しているという講演内容もさ ることながら、実験か った。午後のセッションでは 一転して、マウスな

体制も 昼夜シ フトにな って い る こ と に 感 心 し て しどの体内時 計を分子生物学 的手法で調べた研究が多まった。 その他にも、 m P E R 2 タンパクのリン酸化

く、 S C N から放出されるやj I 経ペプチド'Prokineticin2や、 mPerl の翻訳が 3 ' U T R とmLark1 によって調節￨時I/tJ生物学hF 〆臼d円

V o I. 13.No. 1 (2 0 0 7 )される機梢 についての発表があった 。

"C hronobiology in F iles" では 、D r.M. Y oungが欠席のため発表が取りやめとなった 。彼は 、今 回のシンポジウムで私が注目していた研 究者の 一 人だったので残念だった 。一 方で、、ある女子学生は "Dr.M

Y o ung はハ リウッ ド俳優のようにか っ こいい" と 11尊を 111 し、ていた ら しく、私以上に残念そうだ った 。 このセァションでは 、 キイロショウジョウパエには温度感受性の ￨時計と 光感受性の ￨時計ーがあり、前者は背側 にあるや 11経群、後者は脳側方音1Iにあるや￨ けf到作であることや、 ηf J rl を欠損したハエの羽 化 リズムは正常であるが活動リズムには異常が見られ るなどが発表さ れた 。 キイロショウジョウパエでの初￨究にもかかわらず、 D r
. D a an を含む1m
1 乳類の砂￨ 究者らも盛んに質問するなど、現在の時間生物学 では生物種に関係なく 「異 なる性質あるいは役割をもっ複数の時計」
が中 心 的課題とな っている 印象を受けた 。
個人的には D r. P .I‑Iardin の講 io‑lが、こ の日は最も印象 に 残 っ て い る 。 これまで 、 P D PlはV RIと同様にC L K の発現を調節 していると考えられていたのだ
が、彼は P D Pl タンパクの量を減少あるいは地 加 さ

写真 2 . 東京国 際 フォーラムのガ ラス棟 の内部。記念
フォ ーラムの 後に、 ここ の 7 階 で立 食パ ー

ティ ーが{復され た。

せても、 CJk の m R N A レベルや P E R や T IM タンパクの振動には影響を 及ぼさない こ とを見出した。 一方や同調機構の面でどのような進展を見せるのか、 多で、 P DPl タンパクの量の減少あるいは増加が、活動

くの人が注目 していることだ ろう 。

リス ム の 消 失 を 引 き 起 こ し た こ と か ら 、 P D P l は

そして 、最後の発表は第22 回国際生物学賞受賞者

フィ ード パ y クル ー プの一部というよりもむしろ時のD r.D aan 。彼の講演はオランダが江戸時代に日本間情報を 出力するために必須な転写 因子であると 考と出島で交易していたことを引用しつつ 、 日本とオえられたという 。今 後 、彼は P D P l がどのような遺ランダの交流の歴史から始まった 。彼は D r. Aschoff

伝子の発現を調節 しているのか調べるそうである oとD r.P ittendrigh の両者と 研 究をしたことがあり、H寺計遺伝子によるフィ ー ドバックル ー プの研究は盛そのなかから、 non‑parametn c 同調と parametn c 同んに行われているが、そのル ー プから W 1Jへ 向かう

調モデルを比較し、 param etn c同調モデルの 実証に経路については、私の知￨る限り、ショウジョウパエ

力を 入れている 。 そこで、彼は東欧の森の中に大きではほとんど報告 がないよ うに 思う 。彼 のti)1究の進

な固いを造り、その中にマウスを準自然条件で放し展に注目したい 。

飼いにしながらその行動パタ ー ンと光の関係を l 年

C hronobiology in P lants ，F ung i and Bacteria" で近くにわた って調べた 。 そのスケ ールの大きさが、は、異なる生物界での転写翻訳のフィ ー ドバ ックに

閉会後に 催された 立食パ ーティ ーでも研究者の聞でよる時計について講演を聴いた 。植物や赤 パン カビはしばしば話題になっていた 。

2の時計遺伝子は、 11m 乳類やハエなどのそれと相向性

さて 、今学会 の印象は上記にも織り交ぜたが、はないものの、遺伝子のI I i 三写とその 産物による 負のつの 言葉 、「
複数の時計」 と「ホタルの 光」にまとめ

フィ ード パックで相先 日リズムを作ることには変わりることが出来た 。近年の詳細 な解析や分子生物学 的ない 。一 方 で 、近年示さ れ た シ ア ノ バ ク テ リアの手法などによって、「複数の H寺計」の存在や性質が証

K aiC による リン酸化リ ズムは、転写 が関 与し ていな

されつつある印象を受けた 。今 後も 「複数の時言I'Jがい時計機構 と い う 点 で 異 彩 を 放 ってい た。 IくaiC に

どのようにそれぞれの周期や位相を同調させている

よる リン酸化リ ズム とその 他 の時計造伝子の 相互作のか、また、それらがどのように個体の概日 リズム

用についての解析が進 められているようで、 今後 、を調節しているのか、興 l床深いところである 。 「ホこの独特のメカニズムが転写翻訳 レベ ルでの リズム

タルの光J は、もちろん、 L uc イ メー ジングや 2 色

11寺1m 生物学

VoI
. 1 3 .N o .1 (2 0 0 7)
Fh 勺
d J

Luc によるレポーター・アッセイのことなのだが、ことや、様 々な生物種での最先端の研究や技術を 学ぶ

れらの手法は複数の時計の相互作用・向調を調べることができるなど、 貴重 な機会 となった 。今後も、うえで強力な解析手法となるのではないかと思う 。

時間生物学会 に参加しようと思う 。

この学会では、 著名な研究者に会 って話を聞けたこ
1 111111111111 [11 川 11111111111111111
1 111111111111111111111111 川 11111111111111110111111111111¥11111111111111111111 川 111111111111111 川 1111111"1111111"111111"，， 11111111111111111111111111111111111111111"1'1111111111111111'111111 ，
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シンポジウム S 1フィールド医学と時間医学
大塚邦聞
東京女子医科大学

大阪医大の村上氏は、フィールド 医学調査におけが少ないことがその原因の 1 つであると論じた 。座る75 歳以上の高齢者 を中心に、認知機能、 A D L機能

長として東京女子医大の大塚は、地域住民の 5 年間

ならびに抑うつが、心拍変動 L F 成分と相関するこの追跡調査から、心拍の circadian rhythm が消 失 しと、また 5 年間の追跡調査で、 60秒 の 時 間 予 測ている住民に発癌の頻度が高いことを示した 。

(time estimation) が75秒以上と延長 している群で、生命活動は多重の時間構造 (その各々の 1時間単位

生命予後が悪いことを抽出し、その背景 には A D L機

クロノム ) から成り 立っ ている 。重畳するクロノム能の低下と抑うつ傾向があることを見いだした 。地を数理的に解析し、生命と環境との相互作用の力 学

域高齢住民の健康管理の新しい指標として注 目されを解読して行く 学問体系を、座長 らはクロノミクスと称している 。一方、医師として、ヒトの生老病死の追跡調査から、 7 日間血圧変動様式を観察し、仮を見極めるには、直接、地域に出て行き、 生活する

面高血圧の 1 つである masked non‑dipperが不眠とあるがままのヒトと医学的な対応をしつつ、各々 異関係していることを見いだし、 5 年間の追跡調査で、なる生活習慣・社会的背景 ・自然環境等が、 疾病にIlill民時間と睡眠の 質動脈硬化進展の予防に、適切なIl

及ぼす影響を、もう 一度とらえ直していくという、の改善が有効であることを示した 。 日本歯科大学内

文化人類学的視点が重要である 。すなわち、クロノ科の河村氏は、中 国新彊ウイグル自治区のカザフ族

ミクスを 基本に調査結果を解析し、その解 読結果をの血圧変動を調査し、 8 1 % の住民がnon‑dipper型を基に、医学的に介入して行くことが大切である 。そ呈し、 circadian rhythm が消失していること、そのの意味で、このシンポジウムの 意義は大きい。

背景には、遊牧民であり、野菜 ・果実からの K 摂取
1 1111111 川 1111111111111111111111111111111111"1111111'1111111111111111 川 11111111111111111111川
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シンポジウム S 2 r精神疾患とリズム J 総括
海老津尚
東京大学大学院医学系研究科睡眠障害解析学

精神疾患、特にうつ病、操うつ病などの気分障害の進展により、改めて 気分障害の病態生理に時間生は体内時計異常との関係が疑われ、歴史的に数多く

物学の 手法を使って切り込んでいくことが可能との研究が行われてきた 。 しかし、未だ決定的な因果なってきたため、本シンポジウムを企画した。 シン関係が証明されるにはいたっていない。近年の研究

ポジウム 会場は多くの熱心な参加者で埋められた。

1寺1
1¥] 生物学‑ 54 ‑

V o I.l 3. N o .l (2 0 0 7 )最初に東京大学大学院医学系研究科の海老揮は、療法と同程度の抗うつ効果が見られる 。冬季うつ病

稲村11 疾患とリズムについて今まで報告された知見をでの概日リズム異常の存在については再現性が低く、レビューした 。大うつ病性障害ーでは概日リズムの位

セロトニン作動薬の効果やセロトニン枯渇による症相の前進を反映していると考えられる症状が見られ、状の再燃率は大うつ病と同等で、ある 。他 のモノアミ

季節目感情障害では日照時間や概日リズム異常と疾

ン作動性薬の効果も同等に有効で、光療法も双方に

患との関係、光療法の有効性などが報告されている 。

効果的である 。 これらのことか ら、冬季うつ病の病

また、家族性睡 IIR 相前進症候群では高率に気分障害

態が非季節性気分障害 と異なるのか、患者の均 一性を併発する ことが知 られ、H奇言h宣伝子多型と気分障が保たれているかなどが問! 芭と指摘した 。

害との相関を示す報告も見られる 。気分障害の治療

早稲田大 学の 工藤氏は、 「気分障害 治療薬と体内法の 中に体内時計に働 きかけると考えられるものがH寺計遺伝子の役割」について話した 。気分障害 の治あること、気分安定薬であるリチウムが G S K ‑ 3 s

療薬として日本では リチウム、カルパマゼピン、 パの阻害を介して体内 ￨時討を変化させている可能性なルプロ酸がよく用いられているが、それぞれの薬がどを説明し、気分障害の発症に体内時計が関わっていることを示す所見が数多く何られていることを紹

細胞レ ベルでの研究では、 気分附害治療薬はあまり介した 。

効栄を示さなかった 。組織レベルでは、リチウムと東北大学病院周産母子センタ ーの太田氏は、「恒カルパマゼピンによって コン トロールマ ウスの相先日

l閃環境が発達早期の生物時計に与える影響 j についリズム周期が伸びた 。個体レベルでは、双極性障害て話した 。早産児では網膜のかん体細胞・錐体細胞・患者ーでは脳内モノアミン量が減少しているという知節細胞のうち、メラノプシンを含む節細胞の働きが見 を 元 に 、 セ ロ ト ニ ン キ1 経 を 破 壊 す る 5，7‑

メインなので周囲の環境の￨ 川崎はわかるが、物の形

dihydroxytryptamine (D H T) を側脳質に投与してや色はわからず、

1良からの光刺激は主に休内 H寺計の

気分障害 のモデルマウスを作成し、気分￨埠害薬の効ある視交叉上核に伝わる 。 また、早産児で、は昼 ・夜果を検討した 。 D H T投与によりマウスの行動量 はの区別がある明暗環境においたほうが、 24 時間明る増加し、それはカルパマゼピン投与により抑えられい恒明環境や、 24 時間 H音い恒 H音環境ににおいたより

たが、リチウムやパルプロ酸は特に行動量 を変化 さ

も体重増加が早 く、新生児集 中治療室の主流である

せなか った。 また、 D H T マウスにカルパマゼピンや

恒 明環境はベス トではない。 m Perl ‑ G F P トランス

パルプロ酸を投与すると強制水泳で、の不動時聞が延ジェ ニ ック ・マウスを使 った研究から恒明環境で育長した 。 D H T マウスでは前頭 葉の Perl i:!i伝 子 発 現てた場合、体内時言￨ーが乱れるが、それは明日音環境に量が増加し ていたが、 これはカルパマゼ ピン投与に移すことで修復可能であることも提示し、今後のあより抑えられた 。 コントロールマウスでは、カルパるべき早産児の治療環境について提案を行った 。

マゼピン投与後も有意な行動量の変化は生じなかっ

国立精神神経センター精神保健研究所の三島氏は、た。 また、コントロールマウスで、は強制水泳実験で、「冬季うつ病は特殊な" う つ 病 か り と 題 して 講

気分安定薬は不動時間に影響を与えなかった 。時計演を行った 。冬季うつ病では過食、過 1民などの症状

遺伝子発現量 にも変化を生じなか った。 したがって、が高頻度で見られ、非季節性うつ病では食欲不振、カルパマゼピン投与がPerli宣伝子発現量の変化を介

不 1民が多いことと対照的である 。冬季うつ病の病因

して 気分障害 に効果を及ぼしている可能性が示されとして、病相が冬季に繰り返すことから、日照時間た。

の関与が疑われている 。米固などの研究では、緯度理化学研究所の笠原氏、加藤氏は「双極性障害モが高いほど冬季うつ病の頻度が高く、この病因論をデルマウスにおける時間生物学的検討」を話した 。

支持している 。冬季うつ病では非季節性うつ病には

前半は加藤氏がうつ病や双極性障害の l臨床症状につあまり見られない症状として炭水化物飢餓があるが、いての特徴を説明し、気分安定薬には干11経保護作用

食事中に炭水化物を多く摂取するとインシュリン分があり、 3IP̲MRIを用いた研究で'r;土細胞内 p H の低下、泌を介して血紫中トリプトファン (セロトニンの前うつ状態で高エネルギ ーリ ン酸 (クレアチンリン酸)駆体) 濃度が増加し、これが抗うつ作用を示すのでが低下するなど、ミトコンドリア D N A の異常によはないかと考えられる 。冬季うつ病ではトリプ卜るミトコンド リア病 CPEO ( 慢性進行性外眼筋麻癖)

ファン欠乏食で症状が再燃することが多いこともこと類似点があることを示した 。 CPEO 患者では気分の説と合致する 。 また、セロトニン作動薬は光照射

障害の 併発例が多いことから、脳だけにミ トコ ンド

V o L J 3.No. 1 (2 0 0 7)55

リア遺伝子異常を生 じるマウスを作成し、腕うつ病場合の牒転に対応するのではないかと考えられた。

モデルマウスを開発した 。後半では笠原氏が、校正

また、メスの場合には行動量が性周期に相関して周機能を失わせたミトコンドリア D N A合成酵素が神期的に増減し、その活動量 の増減は気分安定薬で、あ経特異的に発現するトランスジェニックマウス

るリチウムで改善した 。 したが って T g は初の双極(Tg) を作製 したところ、 T g は野生型 ( WT ) に比性障害モデルマウスと 考えられると話を締めくくっ

べて平均行動量が少なかったと話した 。 また、マウた。

スの休息期である明期の始まりおよび、終わりにも活以上、 少しずつではあるが、 気分障害 と体内 1寺計動が生じており、ヒトの睡眠障害に相当するのではとのかかわりがさまざまなアプロ ーチから 示さ れてないかと考えられた 。抗うつ薬を投与すると行動量いることが示された 。今後この分野でますます 多くが増加し、これは双極性患者に抗うつ薬を投与したの研究が行われるであろうと確信した。

"111111111111111111111111111111[11"'111111111111111"1111111111111111111111111"'111111111111111111111111111111111111111111111111111 川 111111"'111111111111111 1 111111川 11111111111111υ
11111111"1111111"1111111"1111111111111111" '111111111111111"'1111111111111111 け 111111111111111 川 1IIIIIIIullllllllllllll 川 1111111"111111"'111111111111111"'111111"
川

ワークショッフW 2 r 分子時計研究の最前線 j 総括記事
広田 毅
東京大学大学院理学系研究科

本ワークショップは大会初日 (11 月30 日) の午後

j事元先生( 東京大学) は、シアノバクテリアの概日に 2 コマ通しで開催されました 。 シアノバク テリア

時計機構について、 K aiタンパク質群の調節を中心からマウスまで、イ本節形成から概日リズムや光周性とした数理モデルを発表されました 。土居雅夫先生

まで、時間生物学の研究を幅広く網羅し、リズム現(神戸大学) は、マウスの概日時計機構に関 与する

象の分子機構に対する理解を深めることができればタンパク質フォスファタ ーゼとして、 M K P 1 の分子と考え、企画させて頂きました 。発表は 8 題の講演

解析を発表されました。吉村崇先生( 名古屋大学) は、の他に、 一般演題からのショートトークを 5 名の方

ウズラの光周性応答の分子機構について、甲状腺ホにお願いしました。会場は東京国際フォ ー ラムのルモン、インスリン 受容体、お よび性ホルモンの役、 132 の客席がお蔭様でほぼ満席となり
ホール D 1 で割を発表されました 。岩崎秀雄先生( 早稲田大学) は、ました。会場の狭さゆえ 、お座りになれなか った方

シアノバクテリアのリズミックな遺伝子発現におけにはお詫び申し上げます。休憩を挟んで 4 時間 15分

るSasA‑R p a A の 役 割 に つ い て 講 演 さ れ ま し た 。堀の長丁場でしたが、個人的には色々と 学ぶ ことがで

)1
1 一樹先生( 東京大学) は、ゼブラフイッシュの初き、実りある時間を過ごさせて頂きました 。以下に期発生における体節形成リズムについて、転写因子

簡単ではありますが、講演内容を紹介させて頂きま

Hes の機能解析を発表さ れました 。

す。

ショートトークでは、小山時隆先生( 名古屋大学)

まずはじめに、 今年度の日本時 間生物学会学術奨が、シアノパクテリア Kai タンパク質の 一 アミノ酸

励賞を 受賞された八木 田和弘先生 ( 名古屋大学) が、変異が リズム周期に 与える影響について、大規模ス

晴乳類培養細胞における時計遺伝子発現 リズムのリ

クリーニングの結果を発表されました 。羽鳥恵先生

アルタイムモニタ一系を活用した、 H寺計タンパク質( 東京大学) は、ニワトリ松果体の光同調機構におの性状解析や時計発振に影響を 与える キナ ーゼ阻害

ける転 写 因子 SREBP の役割について講演されまし剤のスクリーニングについて講演されました。 岡野

たO 稲垣奈 都 子 先 生 (北海道大学) は、マウス視交俊行先生 (早稲田大学) は、ニワトリの新規クリプ

叉上核における Perl 遺伝子発現リズムの長日条件

トクロームフ ァミ リ一分子である C R Y4の同定 と分下と短日条件下での変化について講演されました 。

1:1道範人先生 (名子解析について講演されました 。 仁

中島歩先生( 広島大学) は、転写因子 D E C 1 による

古屋大学) は、シロイヌナズナの概日時計機構につ時計遺伝子の発現調節について、 Decl ノックアウ

PRR分子群の機能解析を発表さ れました 。黒トマウスの細胞などを用いた解析の結果を発表さ れいて、11寺悶生 物 学

‑ 56

V o I.l 3.No.l (2 007)

ました 。最後に 池田 真行先生 (富 山大学) は、マウ

カッションがあると良かった ように思 います。 j寅題

スの光同調機構におけるコ レシストキニン A 受容体数を増やそうと欲張ったため 、スケジュ ールがタ イの役割について講演されました 。

トになってしまっ たのが一因であろうと反省しておワー クショップのタイ トル通 り、 I奇計機構の分子f

ります。最後 になりますが、講演を引き受けてくだ日￨究について、最新の成果発表を聞くことができ、{さった演者の皆械 、およびワ ー クショップの進行をいい刺激を受けさせて頂きました 。 冒頭 にも述べま

手伝ってくださった大会スタッフの皆様に この場をしたように、非常に多くの聴衆の皆様にお 集り 頂け

I" し上げます。
借りて心よりお札 E

たのですが、質問時間など、もう少し活発なディス'''1111'111111111'''111111''11111 /1川 IIJIIIIIIJIIIIIIIIIIIII IIIIIIIIIIIIIIUII""IIIIII"I11111 1"1111111111111111"111111""11111""11111 1'"11111""111111"111111" ，，1111""'11111 ， 111111111111111"11111 ，"'， 1111""111111""111111111111111"111111"'111111""11111"'111111" ，，11111 ， 11111"'11111111111111""111111""11111""11111" ，，111111'

ワークシヨツフ。
W 3 rメタボリツクシンドロームとリズム j 総括
前村浩二
東京大学大学院医学系研究科循環器内科

2006 年 11 月30 日一12月 2 日、第 13 回日本時間生物

ア ップ もあり、メタボ リ ツクシン ドロー ムは最近

学会が開催された 。今年は Dr. Serge Daan の国際生

様々な学会や雑誌の特集で取 り上げられている 。 ま

物学賞受賞記念シンポジウムとの同時開催となり、たマスコミでも毎日のように取り上げ られて 一般の

東京国際フォ ー ラムで盛大 に行 われた 。初日に行わ人の関心も非常に高くなっている (もっとも男 性 で

iメタ ボリ ツクシン ドロ ーム

腹囲 85c111 以上、女性で 9 0 c m 以上という基準が一 人れたワークショップ 3とリ ズム」の概要をご紹介したい 。

歩き してやや過熱気 味の感もあるが)。 メタボ リツ

ライフスタイルの臥米化に伴い糖尿病、高血圧、

クシン ドロー ムは 過食、運動不足を 主体とす るラ イ

高脂血症、肥満などが増加し、 その結果として 心筋

フスタイルにより惹起さ れることより、 定期 的な食

梗塞、脳梗塞な ど動脈硬化を 基維とする疾患の催患事、l睡眠などの生活リスムがその発症に大きく関与率が増加している 。以前はそれぞれの危険因子が独しているものと考えられる 。 また I血圧や心拍 数など

立 して動脈硬化の進展に 寄与すると考えられたが、の心血管系機能や、不整脈、心筋梗塞などの循環器同一人で糖尿病、高血圧、高脂血症、肥満を合併す

疾患の好発時間には明らかな日 内変動が見 られ、体ることが多く認めら れ、 発症 にいたる共通の病態が

内l時計と密接に関連していると考えられる 。実際、あると考えられるようになった 。 その後の研究によ時計遺伝子と脂肪細胞分化の関連、体内 l時計の変異

り、これは内臓脂肪の蓄積とそれに続くインスリンしたマウスでの体重増加の異常、シフ トワーカ ーで抵抗性を 基盤とした 一連の病態と考えられ、メタボの心血管事 故の増加などが最近相次いで報告さ れてリツクシ ンドロ ームと呼ばれ る ようにな った。 メタ

いる 。 また体内時計は中枢のみでなく、脂肪、心臓、

ボリ ツクシ ンドロ ームの診 断基準では 、男性で腹囲血管などの組織に も存在し、メ タボ リ ツクシン ド

285cm 以上、女性で、 9 0 c m以上( 内臓脂肪 100cm に相当

ロー ムにより これらの末梢体内時計が変調を来 してするとされる) に加え、脂質代謝異常 (中性脂肪いることも報告さ れている 。従 って 、最近の体内H寺150mg/dl 以 上 か っ 、 ま た は H D L コレ ステ ロ ー ル

計の分子メカニズムの爆発的な解明が、 今後メタボ

40m g/m l未満)、血圧 高 値 ( 11又縮期血圧 1 3 0 m m H g以

リツクシン ドローム の病態の解明、 予 防、 治療 に発

上かつ、または拡張期血圧 8 5 m m H g以上)、糖代謝異展することが期待されている 。本ワークショップに

常( 空腹時血糖値1 l 0 m g/dl異常) のいずれかひ とつ

おいては、メタボリツクシンドロ ームの発症およびを合併するものとされる 。

予防、治療 における体内時計の役割を、特に脂肪細メタボ リツクシンドロームを早期発見し、動脈硬胞、肥満、糖尿病 、血圧日内変動パ ターン の観点か化への進展を予防することにより、心筋梗塞、 脳梗

ら討議を行った 。 なお食習慣、食物吸収にも体内 H寺

塞な どの疾患を抑制しようとす る政 策上のパック計が関与 しているが、このテ ーマは柴田先生がオ ー

H守iI日生物学

V o I.l 3 .No .l (2 0 0 7)

57

ガナイズされたワークショップ 1

I時間栄養学

食とリズム」で討 議さ れた 。
まず日本大学薬学部、榛葉繁紀先生が 1寺計遺伝子による脂肪細胞機能の調節について講演された 。従ていた 。以上より時計遺伝子 clock は転写因子としてP A I ‑ l 遺伝子の日周発現を直接制御するだけではなく、糖尿病や肥満に伴う P A I ‑ l 発現の尤進にも大きく関わっている可能性が示された 。

来、脂肪細胞は食事由来の過剰なエネルギーを貯蔵

次に自治医科大学循環器内科、ヌI i 尾七臣先生が血することを目的とした受動的な細胞と考えられてい圧日内変動と循環器疾患についての最新知見を講演たが、近年、脂肪細胞が様々な生理活性物質( アデイ

された 。脳 l血管障害や心筋梗塞などのあらゆる循環

ポサイトカイン ) を産生分泌し、そがれ各臓器の代器疾患の発症は、早朝から午前中にピークを示し、謝調節を行うこと、さらにはそのバランスの乱れが夜間 ￨睡眠と共に低下する日内変動を示す。血圧にはインスリン抵抗性を誘発し、メタボリ ツクシン ド

日内変動がみられ、その変動異常が循環器疾患のリ

ロームの発症につながることが明らかになっている 。

スクを増加させ、発症時間帯にも影響を与える可能脂肪組織でも他の組織と同様に末梢体内時計が存在性がある 。高齢者高血圧患者を対象と した 自治医科

し、また種々のアデイポサイトカインの発現には概大学の A B P M捌究により、血圧モーニングサージが日リズムが見られた 。 さらに皮下、内臓、精巣など

24 時間血圧レベルとは独立して脳卒中のリスクとな

脂肪組織の部位により概日リズムの位相が異なってることが明らかになった 。一 方、正常の血圧日内リいたがこの意義については今後の謀題である 。次にズムが障害 され、夜間血圧下￨ 俸が消失している non

脂肪細胞は線維芽細胞から分化するが、この分化のdipperや、逆に夜間血圧が上昇する nser で、は、脳卒過程に時計遺伝子のひとつである B M AL 1 が関 与 し中や心不全をはじめとする循環器疾患や死亡のリスていることが3T3L 1 細胞を用いた in vitro の研究で、

クが増加していた 。 このことは、血圧の概日 リズム

明らかになった 。 さらにマウスに高脂肪食を負荷す

がいかに臓器障害に関与しているかを示唆している 。

ると脂肪組織で B M AL 1 の振幅が大きくなったが、さらに近年、注目を集めている睡眠時無呼吸症候群

肝臓では変化が認められなかった 。 この脂肪組織に(SAS) では著しく睡眠の質が低 F し、夜間血圧下おける時計遺伝子の振 Iljl l ¥ の変化にはアラキドン酸の降が障害され、高血圧や循環器疾患のリスクが増加

関与が示唆された 。 このことは食事により脂肪組織する 。演者らが開発した睡眠時無呼吸発作時の I血圧の体内時計の状態が変化し、これがメタボリツクシとその変動を特異的に測定する夜間トリガー血圧計

ンドロ ームの病態に関与していることを示唆していは、 S A S患者の血圧る。演者らは、脂肪細胞特異的に B M A L 1 を過剰発した。 このサージは重症 S A S患者では 1 0 0 m m m H g

現するマウスや、ノックアウトマウスを作成してお程度にも達しており、血圧日内変動を修飾し、夜間り、その結果が待たれる 。

発症の循環器疾患のトリガーになると考えられた 。

ミッドナイトサージ" を検出

次に産業技術総合研究所・生物時計研究グループ、最後に千葉大学循環病態医科学、南野徹先生が老大石勝隆先生が、肥満及び糖尿病と体内時計の関係

化、血圧日 内変動と体内時計について講演された 。

について講演された 。 I血液線溶活性には概日リズム

ヒトは老化に伴い様々な日内リズムの障害形質を示が存在し、心筋梗塞などの血栓症の時刻依存的な発す よ う に な る 。高 齢 者 に お い て 認 め ら れ る non‑症の一因と考えられてきた 。 ヒトと同様にマウスで

dipp 巴r型の 高血圧は脳心血管疾患の発症率を増加さも活動開始時期に血紫 P A I ‑ l値が最高値に達し、線せることが知られているが、その分子機序について溶活性が最低となる概日リズムが観察された 。一方は明らかにな っていない。血管細胞の分裂寿命 は有clock 変異マウスでは 、P A I ‑ l 発現が恒常的に低値限であり、最終的には細胞老化と呼ばれる分裂停止を示し、線溶活性は上昇していた 。糖尿病や肥満な状態 (senescence) に陥ることがまJ ] られているが、どの病態には血中 P A I ‑ lの増加に伴い線溶活性が

演者らはヒト動脈硬化巣において老化した血管細胞

低下することが知られている 。 clock 変異マウスにが存在し、その病態生理の関与していること、そのストレプトゾシン (STZ) を投与して糖尿病を誘発

老化のメカニズムとしてテロメア依存性や非依存性

すると P A I ‑ l 遺伝子発現量の増加が顕著に抑制さの機序が関与していることを以前￨から報告している 。

れていた 。 また clock とレプチン遺伝子obの二重変今回の講演では老化して senescence を来した血管細異に より肥満を 呈する clock;ob マウスでは、 ob マウ

胞では、 B M AL1や Per2 などの時計遺伝子発現の概スに比して肥満が促進されるにも関わらず、 ob マウ

日リズムの振 l隔が低下しており、その機序としてスで見られる血中 P A I ‑ lの増加が完全に 抑制されc A M P response element‑binding protein の活性化が

11寺間生物学
F

oo

﹁

υ

V o I.l 3 ，No.l (2 0 0 7 )樟￨ 害さ れていることを明らかにした 。 さらにこの細重要である ことが明らかにな った。苅尾先生の講演

胞に telo m 巴rase を導入するとこの減弱した振幅が回で明らかなように、夜間に 血圧が下がらない日内変復した 。次に l刀 ¥11 ¥10 レベルでの研究でも、老化マウ

動パターンは 心血管病発症の リスクを高めることがスで心血管系の時言￨遺伝子発現の日内リズムは障害

知 られているが、そのメカニズム の解 明、治療法にされており、 [1(1庄の日内変動が見られなくなること結びっく可能性が示された 。

を示した 。 この non‑dipper型 高 血 圧 の 病 態 生 理 にメタボリ ツクシンドロ ームの発症、進展における

nitric oxide (NO ) が重要で あると考えられている

体内時計の役制はようやく 11)1究が始ま ったばか りでが、 高齢マウスではその産生が著しく障害されて いあるが、今回のワークショップで、その意義が今後た。驚くべきことに N O を高齢マウスに投与するとます ます注目 されるであろうことが硲信された 。本

心血管系の H奇計遺伝子発現の日内リズムは正常化 し、ワークショ ップが、 今後メタボリ y クシンドロ ーム

それに伴い non‑dipper型の 血圧変化 も改 善 したことの成因を時間生物学の観点から解明し、体内11寺計をから 、N O による 心血管系の11寺
言￨遺伝子発現の日内考慮した疾患の予防法、さらに時間に即した治療法

frllが non‑dipper 型の高血圧の病態生理にリズムの 制 tの開発に結びつける端緒となれば幸いである 。

1寺
1 11日生物学

VoI. 13.No. 1 ( 2 0 0 7 )‑ 59 ‑

第 5 回日本時間生物学会学術奨励賞公募のお知らせ
この制度は時間生物学領域で顕著な業績をあげ、今後の活躍が期待される若手研究者を表彰するためのものの計 2 名を表彰するで、年齢37 歳までの方を対象とし、原則として基礎・科学部門 1 名、臨床 ・社会部門 1 ;g，
ことにな っております。 自薦 ・他薦を問いませんので、第 5 ITII 学術奨励賞へどしどしご応募ください。応募にあたっては下記の様式に従った記入でお願いいたします。 なお、本年度より審査部門の選択を記述していただ
くことになりました 。
‑ 締め切り : 平成 19 年 8 月31 日( 金) 必着

・あ て 先 : 〒202 ‑ 0021

西東京市東伏見 2 ‑ 7 ‑ 5

早稲田大学理工学部、電気・情報生命工学科薬理研究室内
日本時間生物学会事務局

柴田重信

日本 H寺間生物学会学術奨励賞選考委員長
大川匡子( 滋賀医科大学)

時間生物学会学術奨励賞候補者調書
1 . 希望審査部門 :2. 氏 名 :3. 生年月日:

4.現職:
5. 最終学歴ならびに lrJ民歴:

6 . 学会での表彰暦:
7. 本件に関する連絡担 当者名 :8. 業績1 ) 研究の名称:

2 ) 研究の内容:

3 ) 時間生物学に対するこれまでの貢献と今後の可能性( 具体的に分かり易く記述すること) :4)

l時間生 物 学‑ 60‑

論文リスト( ピアレビ ユーのある原著論文のみ)

V o 1.l 3 ，No.l (2 0 0 7 )第 1 4 回日本時間生物学会学術大会のお知らせ
1 . 開催概要
期 間 : 2007 年( 平成 19 年 ) 1 1 月 7 :
11 (水 )* 日本睡眠学会第 32 固定期学術集会との合同開催とな ります。
会場 : 京王プ ラザホテル〒 160 ‑ 8330

東京都新宿区西新宿 2 ‑ 2 ‑ 1

0 3 ‑ 3 3 4 4 ‑ 0111 (代 表)

http://w w w . k eioplaza.co.jp/
メイン テーマ : rn垂1民と生物時計の 理解に向け て」※プログラムの 詳細はホーム ペー ジで ご案内し ます。

http://w w w . c‑lin kage.co.jp/jssr‑jsc2007 /2

演題および抄録のオンライン登 録について
本学術大会で はU M IN を使用したオンライン演 題登録となります。 別紙演題募集要項 をご参照下さい 。合同で 16のシンポジウムを予 定 し、 一般演題はすべてポスタ ーセ ッシ ョンを 予定 しております。

* i寅題登録期間: 2007 年 6 月 1 :11 ( 金)

7 月31 日( 火) ( 予定)

3. 事前登録のお知らせ
本学術大会では事前登録を行い ます。 ホーム ペ ー ジからのオン ライン 登 録のみとなります。 詳細につきましてはホ ー ムペ ー ジをご参照下さい。
* 事前登 録期 間 : 2007 年 6 月 1 日 ( 金)

9 月 14 日 ( 金) (予定)

4. 宿泊の斡旋について
ホームペ ー ジにて 6 月下旬よりご案内いたします。
第 14 1TI1 日本時間 生物学会学術大会会長
高橋同敏治( 法政大学文学部心理学科教授)

副会長
伊藤洋( 東京慈恵会医科大学 附属青戸病院院長)< 連絡先>
日本睡眠学会 第32 固定期学術集会 ・第 14 1I
fI日本時間生物学会学術大会合同 大会事務局〒 102 ‑ 0075

東京都千代田区 三番 町 2
株式会社コンペンション

TEL

03 ‑ 3263 ‑ 8688

FAX

三番 1汀K S ピル
リンケ ー ジ内

03 ‑ 3263 ‑ 8693

E‑mai
l : jssr‑j sc2007@ c‑linkage.co.jp* 大会ポスタ ー を同封させていただきました ので貴施設内にご掲示頂き 、大会 告知にご協力下さいますよう、お願い E='t し 上げます。

時!日j生物学Vo I. 13.No .l (2 00 7)
hFu第 2 回国際時間生物学会
本間研一
W FS C会長

世 界 時 間 生 物 学 会 連 合 (W orld F ederation of、 札幌市
そして、第 1 回国際時間生物学会が2003 年

Soci巴ties for C hronobiology :W F S C) の学術会議でにおいて成功裏 に開催されたことは記憶に新しいとある国際時間生物学会 (W orld C ongress of C hrono‑

ころです。 W F S C の理念は、 学際的な 学問である時

biology : W C C) の第 2 回大 会が、日本時間生物 学

間生物学 をさらに発展させるため、それぞれ特徴の会主催、大塚邦明会長のもと、本年 11 月 4 ‑ 6 日東

ある学会や会員の交流の場を提供することにありま

京京王プラザホテルで、1 :1 本時間生物学会・日本 1垂す。 日本時間生物学会 はその接着剤として、 第 2 回

1民学会合 同学術大会と連携して開催されます。

大会も主催することになりました 。今回は、新たに

for Research 011 B iological

アジアの時間生物学者との交流を 心がけています。

Rhythm s (S R B R) が主催する予定でしたが、急遮、大会の詳細については、すでに H P (http://w w w

日本睡眠学会が第 l 回に続いてお世話することにな

ec刊 pa l1♂/wcc2007̲l/index.h t ml)で紹介されていの最終決定が昨年 12月 ￨二りました 。 W F S C理事会 で、ます。会期は 実質 2 日間で、時間生物 ・￨睡眠学会合

旬であり、組織作りや会場準備 に忙殺されていたこ

同大会の直前 となっています。高橋敏治時間生物学とから、会員へのご報告が遅れたことをお詫びしま会大会長 、大井田隆日本￨睡眠学会大会長 の全面 的なす。大会運営は主として東京在住の理事にお願いし協力を得、合同大会との連携を図る目的で、 W C Cへ

ました 。

の参加者は合同大会にも無料で参加できます( 参加W F S C は2001年に、日本時間 生物学会 のイ ニ シア

登録 は共通)。 また、懇親会も合 同で、行われます。

チブのもとに、 S R B R、ISC などの時間生物学に関す

U M I N による演題募集 が 5 月か ら開始されます。多る各国の学会を結ぶ国 ￨僚組織として誕生しました 。

くの会員がW C C に参加し、会を盛り上げて下さい。

H寺i間生 物 学
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V o l.J 3.No .l (2 0 0 7 )日本時間生物学会会則 ( 2 0 0 6 年 1 1 月改定)
1章 名 称
本会は日本時間生物学会( J apanese Society for C hronobiology) と称する 。

2 章目的と事業
1 . 本会は、生物の周期現象に関する科学的研究を推進し、時間生 物学の進歩発展を図る こと、およ び
その成果を広め

人類の健康と福祉に 寄与する こと を目 的とす る。

2. 本会は前条の目的を達成するために次の事業を行なう 。
1 ) 学術大会及び総会の開催

2 ) 会誌等の発行
3 ) その他本会の目 的を 達成するために必要とされる事業

3 章組織と運営(会員 )1. 本会の会員は正会員、名 誉会員 、賛助会員 、臨時会員よりなる 。

2. 正会員 は、 本会の目的に賛 同し、所定の手続きを経て、年度会賞' を 納めた者とする 。正会員の入会及び退会は別 に定める規則による 。
3 . 名誉会員は本会に功労のあった 65 歳以上の会員で、理事会が推薦し総会の承認を得た者とする 。

4 . 賛助会員は本会の目的に賛同し、本会の事業に財政的援助を行なう者で、理事会の承認を得た者とする 。

5. 臨時会員は、正会員の紹介により、学術集会の参加費を納めた者とする 。
(評議員 )
1 . 評議員は推薦基準 に従 って正会員を評議員と して推薦 し、これを理事会が決定する 。任期は 6 年で再任を妨げない。

2 . 評議員は学会の活動を積極的に行ない、理事を選出する 。
(役員)
1 . 本会には次の役員 を置く 。
理事長 1 名、 事務局長 1 名、理事若干名、監査委員 l 名
役員は正会員でなければならない。役員の任期は 3 年とし、再任を妨げない。
2. 評議員の選挙で評議員の中から理事 10 名を選出し、総会において決定する 。

3 . 理事 は理事会 を組織し、 本会の事業を行う 。
4. 理事長は理事の互選で選ばれ、本会を代表 し、 会務を司り、総会 および理事会 を召集する 。

5 . 理事会 は互選で事務局長を選任し、 会の総務、財 務を担当さ せる 。
6 . 理事会 は本会の事業 を行うために、必要に応 じて専門委員会 を設置することができる 。専門委員会

は評議員から構成され、委員長 は理事をあてる 。 これ らの委員の任期は理事の改選 までとする 。

7. 理事会は評議員の 中から監査委員 を選出する 。理事がこれを兼務することはできない。

8. 理事会は学術大会会長を選出し、総会でこれを決定する 。学術大会会長 は理事 でない場合はオブ
ザーパ ー として理事会 に参加するように努める 。
9. 理事長は理事会の承認を得 て、 学会の運営に対する 助言 を行う顧問をおくことができる 。顧問は 65

歳以上の正会員とし、任期は理事会の任期終了までとする 。
( 総会)
1 . 本会の事業および組織 ・運営に関する 最終の決定 は、 総会の議決 による 。

2 . 総会は、正会員 より構成され る。定期総会は原則として毎年 1 回開催 され、理事長がこれを招集する。

3 . 定期総会の議長は、大会会長がこれにあたる 。
時間生物学

Vo I.l 3.No. 1 (2 007 )ウ'

4. 理事長が必要と認めた場合、あるいは正会員の 4 分の l 以上

または理事の 2 分の l 以上の要請があった場合には、理事長は臨時総会を招集する 。

5 . 総会の議決は、出席者の過半数の賛成を必要とする 。
(学術大会)
学術大会 は、原則として毎年 1 回開催し、その企画 ・運営は学術大会会長がこれにあた る。

4章会計
1. 本会の年度会費 は、別に 定める 細則により納入す るものとする 。

2 . 本会の会計年度は、毎年 1 月 1 日に始まり、 12 月31 日に終わる 。

5章会則の変更
本会の会則の 改正 は、理事会 の審議を経て、総会における出席者の 3 分の 2 以上の同意を経なければならない。
付則
1 . 本改正会則は、 2001 年 1 月 1 :11から施行する 。

2 . 本改正に ともな い、旧 会則の 学会会長、運営委員 、専門委員 はそれぞれ、理事長、理事および専門委員に就任し、任期は 2001 年度までとする 。

3. 本改正にともない、運営委員会 は評議員候補者を選 出し、総会へ推薦する 。
会則施行内規1 . 入会及び退会手続き
正会員の入会は、所定の様式により、事務局長まで届け出、理 事会の承認を得なければならない 。
また退会 しようとする 者 は、 事務局長 まで書面をもって届け出なければならない。

2. 会費納入
1 ) 正会員の年会費は、 5，000 円とする 。ただし大学院学生等は 3，000 円とする 。

2 ) 名誉会員 は会費及び学術大会参加費を免除する 。
3 ) 賛助会員の年会費は 、 1 口、 20 ，000 円とする 。
4 ) 年会費 の改訂は総会の議決を必要とする 。
5 ) 会費未納 2 年以上経過した会員 には、 学会誌の発送を停止し、会費納入の督促を行う 。

6 ) 長期にわたり 年会費を 滞納した 者 は、理事会の承認を得て 、除名するこ とができ る。

3 . 評議員の推薦基準
1 ) 評議員の推薦基準 は、原則として本会 に所属 し 3 年以上の活発な活動を行い、本会の目 的とする研究分野および関連分野での十分な研究歴と業績をもっ ( 筆頭著者 としての原著論文 2 報以上) ものとする 。
2 ) 会員歴 が 3 年未満でも、以下の条件を満たす会員 は、理事の推薦と理事会の承認があ れば、 評議員 として推薦できる 。

・本会の目的 とする研究分野と関連する 分野' で 5 年以上の研究歴を持っている こと 。
・本会の目的とする研究分野に関連する 学会 に 3 年以上所属し活発な活動を行っていること.

0

上記の研究分野および関連分野で筆頭著者としての原著論文が 2 報以上あること 。

・年齢が35 歳以上であること 。

3 ) 学会の活動を積極的に行うため、大会に直近の 3 年間 に少なくとも 1 回は学術大会に参加す る
ことを 再任の基準 とする 。

4. 理事の選 出

1 ) 投票 は無記名で 5 名以内の連記とする 。
2 ) 理事長 は分野を勘案 し、 5 名の理事 を評議員の中から追加して任命することが出来る 。

5 . 専 門委員会
以下の専門 委員会 をおく 。
編集委員会
l時I
/U生物学

一 72 ‑

V o I.l 3.No.l (2 0 0 7)

‑

国際交流委員会
評議委員推薦委員会
広報委員会
将来計画委員会・選挙管理委員会

奨励 賞選考委員会
学術委員会

・ その他、理事会が必要と認めたもの。
6 . 学会事務局 ( 会計責任者) は事務局長の所属する機関に置く 。
7 . 日本時間生物学会学術奨励賞の選考基準
1 ) I時間生物学領域で顕著 な業績をあげ、今後の活躍が期待 される若手1
iJI究者を表彰する 。

2 ) 本章受賞者の年齢制限は、原則として応募時点で 37 歳以下とする 。
3 ) 上記の 目的で理事の 中から 委員長 l 名、委員 4 名より成る選考委員会を設け 、公募により募集

Fから 本章受賞者を原則とし て毎年基礎 ・科学部 門 l 、￨臨床・社 会部 門 1 の計 2
した候補者の仁'
名選定 し、 賞金を贈呈する 。
4 ) 委員会 は毎年設置 し、 委員長及び委員を理事会が理事の中から選 出し、選考委員の任期 は理事の期間とする 。

8 . 賛助会員 に関する取り 決め
1 ) 賛助会員の定義

・賛助会員 は本会の目 的に賛 同し、 本会の事業に財政的援助を行う 者で、理事会の承認を得た者とする 。

2 ) 会費・賛助会員 の年会費は 、一口 (20 ，000 円) ij 上とする 。

3 ) 賛助会員の特 典
一 口につき 1 名の大会参加費を 事務局 が負担する 。

・ 日本時 間生物学会会誌に賛助会員リス トを掲載 し、謝意を表す。
日本時間生物学会会誌に広告記事を掲載できるものとする 。学会誌への広告記事の掲載は

1 年間 ( 会費の有効期間) とし、掲載ページの場所と大きさは口数に応じて事務局で判断する 。

・ 日本 H寺間生物学会の大会での展示などをする場合は優遇する 。
4 ) 賛助会員の会費の取り 扱い

・賛助会員 の会費 を学術大会の運営費に充当する場合は 、 6 剖を超えではな らない。

9 . 学術大会の発表 に関する取り決め
学術大会の「一般演題」発表の発表者 ( 登壇者) は会員 とする 。
10. この内規の改定は理事会 の議決を必要とする 。

11寺:1日生物 学

VoI. 1 3 . N o .1 (2 0 0 7)

‑ 73 ‑

賛助会員リス卜 (50 音順)
以下の団体( 代表者、敬称略) からは賛助会員 として学会運営にご協力いただいております。お名前を掲載し感謝いたします。
岩井化学薬品( 株)( 岩井贋行)

三協ラボサービス( 株)( 椎橋明広)株式会社プライムジェイ( 越山順一)( 株) 薬研社( 鈴木泰志)時間生物学会事務局￨時間生物学74 ‑V o I.l 3.No .l (2 0 0 7 )執筆要領
原稿について本誌では、投稿原稿を受け付けています。以下の執筆要領にし たがって原稿を編集局 までお送り下さい。 原稿の採用については、編集委員会が中心になって査読を行いま すが、必要に応じて関連分野の専門家に依頼し決定します。
原稿は、ワ ー ドプロセ ッサーまたはコンピュータソフトを用いて作成する 。 原稿のファイルを図表のファイルとともに、編集局へメ ール の添付書類にてお送りください。念のため、書式付テキスト形 式 ( R T F形式) で保存したファイルも添付するようにしてくださし、。 メー ルで送信できない場合には、プ リントアウトした原稿

1 部( 図表を含む) とそれらのファイルを保存したフロッピーディスクまたは C D ‑ R O M などを編集局へ送付下さい。 フロッピーディスクのフォーマッ ト、使用し たパソコンの機種、ワ ー プロソフ トは 一般に使われている
ものなら何でも結構ですが、使用した OS 、ワープロソフト、氏名及びファイル名をフロ ッピ ーディスクの上に明記して下さい。 なお、この場合にも念のため、テキスト形式で保存したファイル も添付するようにして下さ、し。
総説と技術ノ ート の著者には、別刷り 50 部を無料でさしあげます。 50 部以上希望の場合は有料となりますので、編集局までその旨連絡して下さい。 また、非会員で総説または技術ノ ート を執筆いただいた場合、会費免除で 1 年間本学会会員になれます。

1 . 総説と技術ノー卜 ( 電子 ファイルで投稿の場合には、 5 ) は無くて結構です)1 ) 原稿の長さは、図、表、文献を含め刷り上がりで 4 ‑ 5 ページ程度 ( 1 頁は約 2100字と考えて下さい: 横1 行 23 文字で l 頁 46 x 2 = 92 行) とする 。
2 ) 第 I 頁 に表題、著者名、所属及びその所在地、電話番号、 F A X 番号、 E‑mailアドレス及び脚注 (必要がある場合) を記す。

3 ) 第 2 頁に 400 字程度のアブストラクトを記入する 。
4) 本文に節を設ける場合、1 . 、 2. 、 3. 、・・・ ・とする 。

5 ) 書体の指定は、プリントアウトした原稿に朱で行い、斜体 (イタリック体) は 1 本下線 ( 一一一一一 、)太文字( ゴシック体) は波下線( ^ ^ ^ ^ ^ ^ ) とする 。

6 ) 参考文献の数は特に制限しないが、 50編以内が望ましい 。参考文献は、アルフ ァベッ トJII買に通し番号を付
けて文末にまとめて掲げる 。 本文中の引用個所には、通し番号を右肩に付けて示す。

(例) Aschoff による I ‑ 3 )、・ ・・・ である 5，8

ヘ7 ) 文末の参考文献の記載は、次の ようにする 。
[雑誌]通し番号) 著者名: 誌名、巻数、ページ (発行年)[書籍]通し番号) 著者名: 書 名、ペ ー ジ、発行所 (発行年)(例 ) 1 ) Ascho妊 J.Gerecke U .W e v e r R: Jpn J P hysioI17:450‑457 (1 967)

2) Aschoff J :C ircadian C locks，pp 95‑111 ，N orth‑Holland ，A m s t e r d a m (1965)
8 ) 表は原則として 3 ‑ 5 程度とするが、必要に応じて増やすことができる 。 簡潔な標題と必要な説明をつけて、本文とは別の用紙に作成する 。

9 ) 図は原則として 3 ‑ 5 程度とするが、必要に応じて増やすことができる 。 図には簡単な標題を付ける 。 図の標題と説明は別紙にまとめる 。

10) 図及び表の表示は、図 l 、図 2 、・・ ・、表 l 、表 2 、・・ ・の通し番号で行う 。 これらを挿入する個所を、プリントアウトした本文の原稿欄外にエンピツ 書き で指示する 。

11 ) 図及び表 を文献から引用した場合、引用を明記するとともに、引用の許 可が必要な場合には、著者の責任で許可をとっておく 。

l時/1日 生物学V o I. 13 .N o .l (2 0 0 7 )75

2. 研究グループ
ナ ップ写真 を少なくとも 1 枚は添付する 。写真 には標題と説明を付ける 。

3. 海外レポー卜
留学 などで滞在した研究室、訪問した研究施設、あるいは海外調査や見聞の紹介記事。写真があれば添付す

4. 関連集会報告

H寺間生物学 Vo I.l 3.No .l (2007)‑ 76 ‑

編集後記‑ 今回は、高木由臣先生 に寿命に関する総説を お寄‑ 本年は新年早々に近藤孝男会員が朝日賞受賞のせいただきました。以 前から生物時計と寿命 とのニ ュースがありま した。昨年の国際生物 学賞に続関係は興味深い問題と して扱われてきました が、き、時間生物学分野か らの受賞であり、私た ちの

最近特に注目されつつ あります。 参考にしていた学会にとっても喜ば しいことと思います。 さらに、

だければ感謝です。大 戸茂弘先生の抗がん薬 の時

今年度は学術大会が日 本￨睡眠学会との合 同で、東間治療に関する総説は 、臨床における体内時 計の京で開催されますが、 それに先駆けて第 2 回国際重要性を強く認識させ るものです。石松愛、 武田

時間生物学会が同じ会 場で開催されます。 このよ堀 川一樹先生には、形 態形成の リズムをうな意味で、今年は私 たちの学会にとり ま しでも分子レベルで解析 した研究を まとめていただきま

特別な年と言えそうで す。 会員の皆様の ますますした。 いずれも、力作であり 、読み応え十分です。

のご活躍を記念する次 第です。

洋幸、

一 方 、 ま た 、 中 島 芳 浩 先 生 の グ ル ー プにはルシ
フエラ ーゼによるマルチカラ ー レポータ ー アッセ
イの技術ノ ート をお寄せいただきまし た 。 この手法は今後ますます威力 を発揮すると思います 。

時間生物学

Vo.l 13. No. 1 (2007)

平成 19年5月31 日発行

i.ac.jp/jsc/index.htm l)
発行 : 日本時間生物学会 (http://wwwsoc.ni( 事務局) 〒202‑0021 西東京市東伏見 2‑7‑5
早稲田大学理工学部、電気 ・情報生命工学科薬理研究室内Tel :0424‑61‑1291 Fax: 0424‑50‑ 2271
( 編集局) 干700‑ 8530 岡山市津島中 3丁目 1‑1
岡山大学大学院自然科 学研究科、時間生物学 研究室内

T EL& F A X : 086 ‑251‑8498(印刷所) 名古屋大学消費生活協 同組合

印刷・ 情報サ ー ビス部