研究者は体内時計をリセットする薬を開発します

科学者たちは、実験用マウスの自然な24時間体内時計を正常にリセットおよび再起動する薬剤を開発しました。

哺乳類でこれを行う能力は、いくつかの精神障害、時差ぼけ、交替勤務の健康への影響など、人間のさまざまな困難に薬理学的に対処する可能性を広げます。

研究者は、マンチェスター大学のアンドリューラウドン教授とケンブリッジのMRC分子生物学研究所のミックヘイスティングス博士によって率いられました。

チームはまた、Travis Wager博士が率いるファイザーの科学者の学際的なチームと協力しました。

ラウドン教授は、次のように述べています。これは、病気の結果、または時差ぼけ、または勤務中の昼間と夜間のシフト間の頻繁な変化の結果である可能性があります。

「私たちは、クロックが刻む速度の設定に関与する主要な分子の1つを制御できることを発見しました。そうすることで、実際に新しいリズムにキックすることができます。」

ほとんどの生き物や植物には、概日時計と呼ばれる体内タイミングシステムがあります。これは、哺乳類の睡眠から植物の開花に至るまで、あらゆるリズムを駆り立てるあらゆる細胞内の複雑な分子システムです。

光と昼と夜のサイクルは時計をリセットするために非常に重要であり、微調整は、このプロジェクトの中心であるカゼインキナーゼ1と呼ばれる酵素を含むいくつかの酵素の作用によって行われます。

ラウドン教授は続けます。「概日時計は、24時間の昼夜サイクルと、時計機構の主要部分が1日1回「ティック」にリンクされています。 24時間にわたる波の上昇と下降によって表される各「目盛り」を想像すると、上に行くにつれて、時計のメカニズムの一部である細胞内のタンパク質の量が増加します。下に行くと、これらの物質は分解され、再び減少します。カゼインキナーゼ1が行うことは、分解部分を促進することです。

「したがって、カゼインキナーゼ1の動作が速いほど、波の下降部分が急になり、クロックの刻みが速くなると想像できます。カゼインキナーゼ1の活動が変化すると、「刻み」が24時間から他の期間。

「体が23時間または25時間の時計で突然働き始めると、睡眠や目覚めなどの多くの自然なプロセスが昼も夜もすぐに外れる可能性があることを考慮してください。」

チームは、カゼインキナーゼ1を遅くする薬を見つけ、概日リズムが止まった（つまり、時計が完全に止まった）マウスに使用しました。生きているマウスや、マウスの細胞や組織のサンプルでも、カゼインキナーゼ1の活性を阻害する薬剤を使用して、時計のカチカチ音を立て直すことができました。

ラウドン教授は、「薬物を使用してマウスの体内時計を同期させることが可能であることを示したため、同様の薬物を使用して、概日リズムの混乱に関連するあらゆる健康問題を治療することも可能かもしれない。これには、いくつかの精神疾患や特定の概日睡眠障害が含まれる場合があります。また、時差ボケや交替勤務の影響に対処するのにも役立ちます。」

BBSRCの研究責任者であるジャネットアレン教授は、次のように述べています。「健康問題を治療する薬を開発する最も効果的な方法は、私たちの体で起こっていることを支える基礎生物学を理解することです。この場合、生物時計を制御する酵素の基本的な生物学を理解することにより、研究チームは多くの人々の健康と生活の質に影響を与えるさまざまな問題に対する潜在的な薬物ベースのソリューションを特定することができました。」

分子生物学の医学研究評議会研究所の神経生物学部門の責任者であるミシェルゲーダート博士は、次のように述べています。おそらくあまり広く理解されていないのは、この影響が特定の精神疾患を持つ人々にどのように影響するかです。

「患者に有効な治療法を決定するには、脳内の分子レベルと細胞レベルで何がうまくいかないかを見つけることが重要です。人間でのさらなる研究がこの研究がマウスで示したものを確認した場合、これは最終的に双極性障害などの精神疾患を治療するためのまったく新しいアプローチにつながる可能性があります。」

ファイザーの準研究員であるウェイガー博士は、次のように述べています。「一流の学術グループと創薬ユニットが協力することで実現できることは驚くべきことです。お互いの才能を活用することで、生物学的システム内でカゼインキナーゼが果たす役割をより深く理解できるようになりました。不整脈システムを同調または再同調する能力を持つことは、概日リズム障害の新しい治療オプションへの扉を開きます。

「小分子によるカゼインキナーゼの阻害を標的とすることは、双極性うつ病および他の概日リズム障害の治療のための新規薬物の発見につながる可能性があります。これらの障害の負担は非常に大きく、新しい治療法の選択肢が必要です。」

研究はジャーナルに掲載されています PNAS.

出典：Biotechnology and Biological Sciences Research Council