Studie untersucht die Unterbrechung des zirkadianen Rhythmus als Risikofaktor für Krankheiten

USC-Wissenschaftler berichten, dass ein neuartiger Zeit-keeping-Mechanismus in der Leber Zellen, die hilft, sustain-Taste, Orgel Aufgaben, die dazu beitragen können, Krankheiten, wenn seine Natürliche Rhythmus ist gestört.

Diese doppelte Funktion der nukleären rezeptor-protein HNF4A bietet eine mögliche Erklärung für Erkrankungen wie diabetes und Krebserkrankungen. Es hilft auch erklären, warum diese Krankheiten sind häufiger bei Menschen mit einer gestörten Schlafes, einschließlich Nachtschicht-Arbeiter, Stadtbewohner und internationaler jet-setter.

Zirkadianen Rhythmen werden geleitet von inneren Uhren in Zellen, die Organismen befähigen, die Anpassung an Tag und Nacht-Zyklen. Störungen in diesem Zyklus können zu gesundheitlichen Problemen führen bei Menschen, so die Wissenschaftler studieren Zelle Verhalten, um zu sehen, wie die unterbrochene Uhr die Krankheiten verursachen können—ein wichtiger Schritt zum gezielten medizinischen Behandlungen.

„Epidemiologische Studien sind durchweg enthüllt mehr und mehr die Verbindung zwischen modernem lebensstil und unsere innere biologische Uhr, und wenn diese beiden aufeinander prallen, kann es führen, um die Entwicklung von Krankheiten wie Fettleibigkeit und Brustkrebs,“ sagte Steve Kay, director of konvergente Biowissenschaften und Provost Professor für Neurologie, Biomedizinische Technik und Biologischen Wissenschaften an der USC Michelson-Zentrum für Konvergente Biowissenschaften. „Diese Studie geht über die Epidemiologie zu erforschen, die Mechanismen von circadianen Störungen als Risikofaktor für bestimmte Krankheiten.“

Die Forschungsarbeit erscheint in den Proceedings of the National Academy of Sciences. Es ist unter den ersten, die Forschung Papiere zu kommen die Ermittler arbeiten in der neuen USC-Michelson-Center.

Der Wissenschaftler entdeckte die HNF4A, ein bekanntes protein, vermutlich beteiligt an der embryonalen Entwicklung von Leber, Niere und Darm. Das team untersucht Leber-und Kolon-Zellen von Mäusen und Menschen, und unerwartet entdeckt, dass HNF4A ist eng gebunden an die circadiane Uhr in diesen Organen. Sie fanden, dass das protein unterdrückt den Betrieb von CLOCK und BMAL1, die als Schlüssel molekularen Rädchen, die circadiane Rhythmen bei Säugetieren.

In den Zellkern, nukleäre Rezeptoren empfangen Chemische Signale aus der Zelle und partner mit anderen Proteinen zu entfesseln, die bestimmte Gene regulieren Zell-Entwicklung, Homöostase und Stoffwechsel. Die Rezeptoren wirken an der Kreuzung der zellulären schaltkreise durch die Integration von Informationen, die notwendig für die normale Zellfunktion. Kernrezeptoren sind potentielle Ziele für Medikamente zur Bekämpfung von Krankheiten, einschließlich der reproduktiven Erkrankungen, Entzündungen, Krebs, diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Adipositas. Die Forscher gefunden zum ersten mal, dass die innere Uhr moduliert täglichen Zyklen von HNF4A die klassischen Funktionen wie eine nuklear-rezeptor.

„Im inneren der Zelle, die Zahnräder der Uhr sind universal, aber die Zeiger der Uhr sind spezifisch für jedes organ, so wie die Uhr macht seine Arbeit in jeder Zelle ist unterschiedlich,“ erklärt Kay. „Also, in der Leber, sahen wir uns an Gewebe-spezifische Proteine und fand, dass HNF4A gebunden ist an die circadiane Uhr geregelt, die Uhr und die Zyklen mit der Uhr, die wiederum reguliert die Uhr. Das ist die neue Erkenntnis hier, und es ist ein großer Sprung nach vorne.“

Meng Qu, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Michelson-Center und den ersten Autor der Studie, sagte: „Mutationen in [der] HNF4A-gen sind bekannt, dazu beitragen, eine seltene erbliche form des diabetes genannt, MODY1, und Ihr Ausdruck dysregulation wurde eng mit Krebs der Leber, beide mit Mechanismen, die wir nicht vollständig verstehen. Unsere Entdeckung legt nahe, die Uhr Unterbrechung könnte ein möglicher Mechanismus, und stellt eine Brücke zwischen der zirkadianen Regulierung und Entwicklung der Krankheit.“