概日リズムは薬の効果に影響する可能性がある(Circadian rhythms can influence drugs’ effectiveness)

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2024-04-24 マサチューセッツ工科大学(MIT)

MITの研究によると、薬の代謝に大きく関わる肝臓の機能は、一日の中での時間帯によって変わることがわかりました。人間のドナーから取得した肝細胞を使用して作成したミニ肝臓で、薬剤代謝に関与する遺伝子の多くが概日リズムの影響を受けていることが確認されました。特定の時間帯において、タイレノールや高コレステロール治療薬の毒性が増すことも示されています。この知見は、薬の投与時間を最適化し、副作用を最小限に抑えるための基礎となります。また、肝臓の感染症に対する感受性も時間帯によって異なり、特定の時間においてマラリアなどの感染リスクが高まることが示されました。

<関連情報>

ヒト肝細胞における自律的な概日リズムは、肝薬物代謝と炎症反応を制御する Autonomous circadian rhythms in the human hepatocyte regulate hepatic drug metabolism and inflammatory responses

SANDRA MARCH, NIKETA NERURKAR, ANISHA JAIN, LINDA ANDRUS, […], AND SANGEETA N. BHATIA
Science Advances  Published:24 Apr 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adm9281

Abstract

Critical aspects of physiology and cell function exhibit self-sustained ~24-hour variations termed circadian rhythms. In the liver, circadian rhythms play fundamental roles in maintaining organ homeostasis. Here, we established and characterized an in vitro liver experimental system in which primary human hepatocytes display self-sustained oscillations. By generating gene expression profiles of these hepatocytes over time, we demonstrated that their transcriptional state is dynamic across 24 hours and identified a set of cycling genes with functions related to inflammation, drug metabolism, and energy homeostasis. We designed and tested a treatment protocol to minimize atorvastatin- and acetaminophen-induced hepatotoxicity. Last, we documented circadian-dependent induction of pro-inflammatory cytokines when triggered by LPS, IFN-β, or Plasmodium infection in human hepatocytes. Collectively, our findings emphasize that the phase of the circadian cycle has a robust impact on the efficacy and toxicity of drugs, and we provide a test bed to study the timing and magnitude of inflammatory responses over the course of infection in human liver.

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