Research Abstract
膀胱のコネキシン43と概日時計は日内排尿リズムの調整に関与している
Involvement of urinary bladder and the circadian clock in coordination of diurnal micturition rhythm
2012年5月1日 Nature Communications 3 : 809 doi: 10.1038/ncomms1812
小児の夜尿と高年齢者の夜間頻尿は広く見られる臨床症状であり、睡眠時の腎臓での尿産生速度と膀胱での貯留容量のバランスの崩れが特徴である。本論文では、マウスの排尿量を自動記録するための新規な方法を使って、膀胱のギャップ結合タンパク質であるコネキシン43が、膀胱機能容量の負の調節因子であることをまず明らかにした。膀胱のコネキシン43レベルと機能容量は、野生型マウスでは概日変動を示すが、生物時計が機能しないCrynullマウスでは、このようなリズムが全く失われる。膀胱の筋細胞は細胞内時計を持っており、コネキシン43とギャップ結合機能の振動が見られる。時計関連因子であるRev-erbαはSp1の共因子として、プロモーターのSp1cisエレメントを使ってconnexin43の転写を増加させる。したがって、connexin43の概日変動は生物時計と関連しており、膀胱容量の日内変動の一因となっていて、こうした変化によって排尿による睡眠の妨害が防止される。
- 京都大学大学院医学研究科 泌尿器科学教室
- 京都大学再生医科学研究所 生体材料学分野
- 兵庫医科大学 泌尿器科学教室
- 京都大学大学院薬学研究科 システムバイオロジー分野
- Department of Urology, アルバートアインシュタイン医科大学（米国）
- Dominick P. Purpura Department of Neuroscience, アルバートアインシュタイン医科大学（米国）
- 京都大学大学院医学研究科 社会健康医学系専攻 医療統計学
- 統計数理研究所 データ科学研究系
- 川崎医科大学 解剖学教室
- 大阪大学大学院医学系研究科 放射線基礎医学教室
Nocturnal enuresis in children and nocturia in the elderly are two highly prevalent clinical conditions characterized by a mismatch between urine production rate in the kidneys and storage in the urinary bladder during the sleep phase. Here we demonstrate, using a novel method for automated recording of mouse micturition, that connexin43, a bladder gap junction protein, is a negative regulator of functional bladder capacity. Bladder connexin43 levels and functional capacity show circadian oscillations in wild-type mice, but such rhythms are completely lost in Cry-null mice having a dysfunctional biological clock. Bladder muscle cells have an internal clock, and show oscillations of connexin43 and gap junction function. A clock regulator, Rev-erbα, upregulates connexin43 transcription as a cofactor of Sp1, using Sp1 cis-elements of the promoter. Therefore, circadian oscillation of connexin43 is associated with the biological clock and contributes to diurnal changes in bladder capacity, which avoids disturbance of sleep by micturition.
