【生化学】生物の日時計と腹時計　食欲・食行動を支配する脳内の「腹時計」メカニズムを発見―金沢大

金沢大、食欲・食行動を支配する脳内の「腹時計」メカニズムを発見

金沢大学は10月27日、食欲・食行動を支配する脳内の「腹時計」メカニズムを発見したと発表した。
発見は金沢大学医薬保健研究域医学系分子神経科学・統合生理学の三枝理博 准教授らによる
もので、成果は米神経科学学会誌「Journal of Neuroscience」に10月26日に掲載された。

ヒトを初めとするすべてのほ乳類は、さまざまな身体機能や行動パターンを約24時間周期で制御する
体内時計「概日(サーカディアン)リズム」を持つ。どの細胞にも時計遺伝子は発現しているが、体全体
の概日周期を合わせるマスタークロックがあるのが、脳内の「視交叉上核」と呼ばれる場所だ。

この視交叉上核は眼から伝わる光の有無、つまり昼夜の変化に従って時を刻むことから、「光同調性
概日ペースメーカー」とも呼ばれている。例えばマウスなどの夜行性動物の場合、いつでもエサがある
状態では、光同調性概日ペースメーカーによって「夜は行動・摂食し、昼は眠る」というように行動パ
ターンが規定されている。

しかし、エサが昼間の一定の時間帯のみで得られるような環境におかれると(昼間制限給餌)、マウス
は光同調性のマスタークロックを無視するようになるのだ。給餌時間の直前数時間にわたりエサを盛ん
に探し求める行動を示し、給餌時間に十分量摂食するように順応するのである。

視交叉上核はこのように生活リズムを作っているわけで、仮に視交叉上核を破壊すれば、その動物は
めちゃくちゃな生活リズムの行動パターンに陥ると思われるが、実はそうではない。食事に同調した概日
行動パターンが正常に保たれるのである。従って、この行動パターンを支配するはずの食餌同調性概
日ペースメーカー(仮に「腹時計」と呼ぶ)は視交叉上核以外の場所にあると予想されるわけだ。

しかしこれまでのところでは、それがどこにあるのか、またどんな遺伝子メカニズムを用いているのか激しい
論争が続いているものの、決着していなかったのである。

今回の研究では、光同調性概日ペースメーカーに必須の時計遺伝子「Bmall」の働きを視交叉上核
ではほぼ正常に残したまま、脳のほかの場所で大幅に低下させたマウスを作成。その結果、このマウス
では「腹時計」の機能が非常に弱くなることを見出した(画像1)。

http://journal.mycom.co.jp/news/2011/10/28/025/images/001.jpg
画像1。脳内の「腹時計」を欠損することで生じる異常の各種グラフ。左上:昼間制限給餌下で飼育
して8日目の行動量の日内変動。正常マウスは15〜18時の給餌時間を予測してその直前の2〜3時
間前にエサを探索するのに対し(緑矢印)、腹時計欠損マウスではこの行動がほとんど観察されない。
右上:食物探索行動量の毎日の変化。正常マウスでは制限給餌下4〜5日でエサ探索行動が観察
され始め、8日目でプラトーに達するのに比べ、腹時計欠損マウスはエサ探索行動を示し始めるのに
非常に時間がかかる。左下:正常マウスは、制限給餌下で最初こそ十分量摂食できないが、速やかに
環境に順応して摂食量をほぼ元の量に戻すことが可能。しかし、腹時計欠損マウスでは十分量摂食
することがなかなかできない。右下:その結果、正常マウスは制限給餌下13日目で元の体重を回復し
ているのに対し、腹時計欠損マウスは体重を減らし続けてしまう

昼間制限給餌の環境下でエサを探す行動がほとんど観察されず、また給餌時間内の摂食量が正常
なマウスに比べて約30%減少。その結果、体重も約10%減少したのである。

腹時計を欠損したマウスでも昼間制限給餌下にしばらくおいておくと、ゆっくりだがこの環境には順応して
いく。正常マウスが昼間制限給餌下におかれてから4〜5日でエサ探索行動を示すようになるのに対し、
腹時計欠損マウスは約2週間もかかる。

そして、欠損マウスのエサ探索行動は食餌同調性概日ペースメーカーによって制御されているのではな
く、単純に空腹感がエサ探索行動を惹起していると考えられる可能性が示唆された。

デイビー日高/マイコミジャーナル　2011/10/28
http://journal.mycom.co.jp/news/2011/10/28/025/index.html

食欲・食行動を支配する脳内の「腹時計」を発見
金沢大学Web広報誌 e-Acanthus　2011年10月27日
http://www.kanazawa-u.ac.jp/university/administration/prstrategy/eacanthus/1110/27b.html
http://www.kanazawa-u.ac.jp/university/administration/prstrategy/eacanthus/1110/img/111027b.jpg
>>2辺りに続く

従って、次のようなモデルが考え出された(画像2)。摂食は生存に必要不可欠であるので、「空腹になる
と覚醒レベルが亢進しエサを探すというプログラムを動物はもともと備えている。お腹が空くとなかなか眠
れないわけだが、自然界では空腹だからといってむやみにエサを探し回るのではなく、エサを期待できる
時間なのか、捕食されるリスクは高くないか、暑すぎないか寒すぎないかなど、周囲の状況に合わせて
生存の可能性を最大にする必要がある。そのため、視交叉上核の光同調性概日ペースメーカーが昼
夜の情報に基づき、不適当なタイミングでエサを探索するのを抑えるというわけだ。

http://journal.mycom.co.jp/photo/news/2011/10/28/025/images/002l.jpg
画像2。腹時計の役割を示したモデル。摂食は生存に必要不可欠であるので、空腹になると覚醒レベ
ルが亢進しエサを探すというプログラムを動物はもともと備えているが、自然界では、空腹だからといって
むやみにエサを探し回るのではなく、さまざまな状況に合わせて生存の可能性を最大にする必要がある。
そのため、視交叉上核の光同調性概日ペースメーカーが昼夜の情報に基づき、不適当なタイミングで
エサを探索するのを抑える形となる。ただし、毎日おおよそ同じ時間にエサにありつける状況になれば、
脳内にある腹時計が働き始め、光同調性概日ペースメーカーからの抑制をタイミングよく解除してエサ
探索行動を惹起し、効率よく摂食・消化・吸収できるように体内の身体機能を整えることで、このような
状況に速やかに順応していく

けれども、毎日おおよそ同じ時間にエサにありつける状況になれば、脳内にある腹時計が働き始め、光
同調性が実ペースメーカーからの抑制をタイミングよく介助してエサ探索行動を惹起し、効率よく摂食・
消化・吸収できるように体内の身体機能を整えることで、このような状況に速やかに順応するのである。

このような複雑なメカニズムゆえ、これまでの多くの研究は結果的に不適当な実験方法・解釈を取って
いたと予想されるという。今回の研究により、腹時計が脳に存在し、その遺伝子メカニズムは光同調性
概日ペースメーカーと共通の遺伝子が関与していること、腹時計が欠損すると適切なタイミングでエサを
探して十分量摂食することができなくなることが判明したというわけだ。

研究グループは、今後、腹時計がいかにして食餌によって制御され、いかにして食欲・食行動やさまざま
な身体機能を支配しているのかを明らかにし、腹時計を自在に制御する薬剤や方法を開発することで、
ヒトの肥満や生活習慣病を予防する新たな手法が発見されることが期待されるとしている。

Bmal1 in the Nervous System Is Essential for Normal Adaptation of Circadian Locomotor Activity and Food Intake to Periodic Feeding
Michihiro Mieda and Takeshi Sakurai
The Journal of Neuroscience, 26 October 2011, 31(43):15391-15396; doi:10.1523/JNEUROSCI.2801-11.2011
http://www.jneurosci.org/content/31/43/15391.abstract

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【科学】東大ら、光による概日時計の時刻合わせと目覚ましの仕組みを解明
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http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1290843923/l50

またイグノーベル賞狙いか

金沢大＝研究テーマが小ネタ

つい夜中の２〜３時まで起きて夜食をつまんだ翌日は
昼近くまで起きれない

朝早く起きたければ夕食は８〜９時まで、って本当なんだな

仮に腹時計と呼ばんでいいよ

俺は、腹時計欠損マウス
毎日起きる時間も食べる時間もばんらばら
お腹がすいても食べる用意をするのは数時間後ｗ

>>4
そんなことはない。この分野は意外と重要な分野だ。
まぁ　この分野に人が集まらないところを見れば、それを理解できる奴は少ないとがわかるわ
単に生物学の問題だけじゃないからね

>>8
昼間っからこの板でレスしてる奴には永久機関とタイムマシン絡みしか伸びないからな。

時差ぼけやナルコレプシーとかに応用出来るん？

腹腹時計

消化吸収に必要な時間とは関係ないのか。時計じゃなくて24時間のカウントダウンタイマーじゃないのか。

>>8
同意です。
ホルモン調節の不具合によるガン細胞の発生にも関係するので、
この分野は重要。

おれ、栄養不足だとリズム狂う気がする

でも、２０台の頃から、食べるとつかれるんだよな。
食べるのは労働なみの作業なの

うーん、実践的なインプリケーションが欲しいな。
　(1) 食欲を抑えるには、こんな睡眠の仕方をしろ
　(2) 早寝早起きになるには、こんな食事の仕方をしろ
そんな結論を誰かください。

公安はサリンオウム信者の子供を40歳まで社会から隔離している

オウム信者が地方で現在も潜伏している…それが新興宗教を配下としている公安の仕事だ

で、盗聴機器を開発したら、霊魂が寄って来た

で、お願いだから刑事事件の流れをどうぞ

電波憑依
スピリチャルを否定なら
江原氏三輪氏高橋佳子大川隆法は強制入院だ
幻聴降臨
日本の中途半端な宗教は怖いね…(-_-;)

コードレス盗聴すでに2004国民の20%は被害者もう立ち上がれエンジニアさん電波戦争しかない<+>中国鶏姦工作員ふざけるな<+>医師が開発に絡んだ集スト今年の５月に日本警視庁防犯課は被害者のSDカード15分を保持した。有る!国民に出せ!!
＊創価は潰せる
犯人は創刊学会幹部キタオカ1962年東北生は、二十代で2人の女性をレイプ殺害して入信した
創価本尊はこれだけで潰せる
＊創価幹部は韓国工作員こうのとり学会軍団
創価会員と言えば公明党
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>>15
ナチュラルハイジーンをググれ。

金沢大って地方の国理大としては優秀な部類。
東大や京大がノーベル賞に直結しそうな発見を連発するのに対して、金沢大はイグノーベル賞に直結しそうな発見を連発しているような感がある。

腹腹時計・・・まあ今はネットでTerrorist Cookbookが
手に入る時代だしな・・・

懐かしくもない昭和を妙に思いだす