私の研究

私の研究
体内時計の働きを整える
くすりや食品成分の開発を目指して
守屋 孝洋（もりや たかひろ）
奥羽大学 薬学部 機能形態学分野
教授

１．はじめに（図１）。また、近年の研究により、脳梗塞や気管

私たちのからだの様々な働きは１日の時刻で変支喘息など多くの病気の症状が１日の時刻で変化化することがよく知られています。普通の生活をしたり、特定の時刻帯に好発することも分かって送っている人では、目覚まし時計をセットしていきました。さらに、それらの病気のリズムに関なくても朝になると自然と目が覚めることをしば係し、“おくすり”も飲む時間によって効きやすしば経験しますし、夜も更けてくると段々と眠くかったり、効きにくかったりすることが最近の研なってきます。24時間の周期で繰り返されるこの究によって明らかになっています。それらを考慮ような体の働きの変化を「日内リズム」といい、し、主作用が著しくあらわれ、そして副作用を最体の中にある「体内時計」によって生みだされて小限に抑えることのできる時刻に“おくすり”をいます。日内リズムはヒトや犬だけでなく、鳥や効果的に投与する「時間薬物療法」が抗がん剤等

カエル、魚など地球上のほとんどの生物にみられる現象で、36億年前に誕生した初期の生命体・シアノバクテリアでも見つかっています。このことから、体内時計は地球の生物が生きるうえで欠かすことのできないシステムであることが容易に想像できます。
ヒトにおいて日内リズムは睡眠や覚醒だけでなく、体温、ホルモンの分泌、体を守る免疫機能、心臓や血管の働き、それから、気分や学習効率などの脳の働きまで、様々なレベルで観察されます

図１．24時間の生体リズム（日内リズム）

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私の研究のいくつかの薬剤で臨床応用されつつあります。

べての日内リズムが見られなくなるのです。私

一方、体内時計の働きを薬物や光でコントロール

たちは本当に視交叉上核が日内リズムのペースすることによって睡眠障害や気分障害等を治療すメーカーとして働いているのかを確かめるために、る「生体リズム調整療法」も近年、注目を集めてラットから視交叉上核を体の外に取り出して培養います。このように体内時計はヒトの健康や病気し、視交叉上核のニューロンの電気活動を測定しと深い関係があることが分かってきました。

たところ、約24時間周期で電気活動が高まったり、低くなったりすることが何日間も自律的に繰り返

２．体内時計はどこにあるのか？

されることが観察され、確かに視交叉上核が日内今から60年ほど前に「体内時計はどこにあるのリズムのペースメーカーとして働いていることをか？」の探索研究が世界中で行われました。その証明しました（Moriya et al., 1996）。さらに、体結果、体内時計は脳の中にあり、驚いたことに内時計のリズム発振体として働く時計遺伝子の発し こうさじょう

直径１mm にも満たない小さな小さな「視交叉上かく

現をホタル発光タンパク質のルシフェラーゼを利核」と呼ばれる脳の視床下部の一部に存在するこ

用して高感度カメラで動画撮影すると、体外に取とが発見されました（図２）。実験動物で視交叉り出して培養したマウスの視交叉上核では時計遺上核を外科的手術で取り除くと睡眠・覚醒などす伝子のスイッチが入ったり切れたりするのが約24時間周期で繰り返されることも分かりました（図３）。つまり、私たちの体の中では、「視交叉上核」が日内リズムを生みだす「ペースメーカー」として働いているのです。

３．現代人の体内時計は大丈夫か～体内時計の病気～
実は、多くの人の体内時計は24時間よりも30分ほど長い24.5時間のリズムを生みだしています。
図２．体内時計は視交叉上核に存在している

図３．培養した視交叉上核の体内時計が動く様子

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この30分程度の遅れを取り戻すのに必要なのは、毎朝の食事と目に入ってくる光の信号です。反対図４．体内時計の機能異常が様々な病気に関係する

私の研究に、夜食や“寝ながらスマホ”は針を遅らせるたを採用しています（図３）。このような最新の時め、ますます体内時計は遅れ気味になり、宵っ張計遺伝子のリアルタイムモニタリング技術やマウりの朝寝坊になってしまいます。これが過度にスの輪回し行動リズムの測定などを行い、これまなって慢性化すると睡眠相後退症候群などの概日でのところ、牛乳に含まれる成分が光による体内リズム睡眠障害が発症し、治療を受けなくてはな時計のリセットを増強することを明らかにしておらなくなります。さらに体内時計の異常はメタボり、今後はどのような分子メカニズムで乳成分がリックシンドロームや悪性腫瘍の発症リスクを高作用しているのかどうかを解明していきたいと考めることが調査研究によって明らかにされていまえております。

す（図４）。体内時計の働きを正常にする治療に高照度光療法などがありますが、１回の治療に何時間もかかり、何日間も通院しなければならないなどの課題が指摘されています。

５．おわりに
このように体内時計は健康だけでなく、病気の発症や薬の作用に密接に関係していることが分かってきました。しかし、医療面や薬物療法面に４．体内時計の働きを整えるくすりや食品成おける応用は緒に就いたばかりです。動物と違い、分の開発を目指してヒトの体内時計の「針」は、生活スタイルによっ

そこで、私たちの研究室では、体内時計の働きて個人ごとにバラバラです。時間薬物療法およびを調節する「光」や「食事」の力に着目し、これ生体リズム調整療法をさらに発展させるためには、らが体内時計の位相（針）をどのような仕組みで個人ごとに体内時計の時刻を知ることが必要です

調節するのかについて解明し、さらに体内時計のし、さらなるエビデンス（実験から得られる証光環境適応能を高める薬物や食品成分を開発する拠）の積み重ねが大事です。このような課題につことによって、体内時計の働きを整えることによ

いても、今後、研究によって取り組んでいきたいる様々な疾病の予防法の開発研究にチャレンジしと考えています。ています。私が学生の頃、体内時計の研究は、実験動物の時計時間に合わせて実験をする必要があ【参考文献】

り、徹夜の実験が必須でしたが、これでは研究者

１） Moriya T, Fukushima T, Shimazoe T,

自身の時計が壊れてしまい、よろしくありません。

Shibata S and Watanabe S（1996）Chronic

そこで私たちは体内時計の分子的実体である時計

administration of methamphetamine does not

遺伝子と発光レポーターのルシフェラーゼ発現系

affect the suprachiasmatic nucleus-operatedを利用することにより、体内時計の24時間振動を

circadian pacemaker in rats. Neurosci Lett

自動的に、かつリアルタイムで解析するシステム

208：129－32．

＜プロフィール＞
1970年生まれ。東北大学薬学部卒業。東北大学大学院薬学研究科・博士前期課程修了。九州大学大学
院薬学研究科・博士後期課程修了。早稲田大学人間総合研究センター・助手、日本学術振興会・PD特別研究員、長崎大学大学院医歯薬学総合研究科・助手、講師、東北大学大学院薬学研究科・助教授、准教授などを歴任。専門は時間薬理学、時間生物学、機能形態学
現在、奥羽大学薬学部・機能形態学分野 教授

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