時計遺伝子発現の破壊は、マウス乳腺のアリール炭化水素受容体シグナル伝達経路の応答を変化させます

多くの環境毒素の生物学的効果は、ARNT-SIM（PAS）ドメイン、アリール炭化水素受容体（AHR）、およびAHR核トランスロケーターを含む遺伝子によって媒介されます。これらの転写因子は、哺乳類の概日時計作業を形成する他のPAS遺伝子と相互作用するため、時計遺伝子の標的破壊であるPer1および/またはPer2が、AHRシグナル伝達経路における既知の生体マーカーの毒素誘導発現を変化させるかどうかを決定しました。2,3,7,8-テトラクロロジベンゾ-P-ジオキシン（TCDD）は、型視界のAHRアゴニストであり、ジェノタイプに関係なく、シトクロムP450、サブファミリーI、ポリペプチド1（CYP1A1）mRNAの乳腺発現に誘導効果がありました。ただし、PER1（LDC）およびPER1（LDC）/PER2（LDC）マウスの乳腺におけるTCDDを介したCYP1A1誘導は、野生型（WT）動物よりも有意に（17.9-および5.9倍）大きかった。さらに、PER1（LDC）およびPER1（LDC）/PER2（LDC）乳腺でのTCDD誘導CYP1B1発現は、WTマウスのそれと比較して大幅に増加しました。in vivoの観察と同様に、乳腺組織の初代培養を使用した実験により、Per1（LDC）およびPer1（LDC）/Per2（LDC）変異細胞におけるTCDD誘発CYP1A1およびCYP1B1発現がWT培養よりも有意に大きいことが示されました。AHR mRNAレベルは、すべての変異遺伝子型に由来する細胞ではっきりと上昇しましたが、TCDD治療後のWTおよび変異培養では一般的に減少しました。WTマウスでは、興味深い結果は、CYP1A1およびCYP1B1の乳腺発現に対するTCDDの誘導効果が時間とともに変化し、夜間は著しく大きいことです。これらの発見は、時計遺伝子、特にPer1がAHRシグナル伝達経路のTCDD活性化に関与している可能性があることを示唆しています。

The biological effects of many environmental toxins are mediated by genes containing Per-Arnt-Sim (PAS) domains, the aryl hydrocarbon receptor (AhR), and AhR nuclear translocator. Because these transcription factors interact with other PAS genes that form the circadian clockworks in mammals, we determined whether targeted disruption of the clock genes, Per1 and/or Per2, alters toxin-induced expression of known biological markers in the AhR signaling pathway. 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), a prototypical Ahr agonist, had an inductive effect on mammary gland expression of cytochrome P450, subfamily I, polypeptide 1 (Cyp1A1) mRNA regardless of genotype. However, TCDD-mediated Cyp1A1 induction in the mammary glands of Per1(ldc) and Per1(ldc)/Per2(ldc) mice was significantly (17.9- and 5.9-fold) greater than that in wild-type (WT) animals. In addition, TCDD-induced Cyp1B1 expression in Per1(ldc) and Per1(ldc)/Per2(ldc) mammary glands was significantly increased relative to that in WT mice. Similar to in vivo observations, experiments using primary cultures of mammary gland tissue demonstrated that TCDD-induced Cyp1A1 and Cyp1B1 expression in Per1(ldc) and Per1(ldc)/Per2(ldc) mutant cells was significantly greater than that in WT cultures. AhR mRNA levels were distinctively elevated in cells derived from all mutant genotypes, but they were commonly decreased in WT and mutant cultures after TCDD treatment. In WT mice, an interesting corollary is that the inductive effects of TCDD on mammary gland expression of Cyp1A1 and Cyp1B1 vary over time and are significantly greater during the night. These findings suggest that clock genes, especially Per1, may be involved in TCDD activation of AhR signaling pathways.