Klinische Neurophysiologie 2011; 42(04): 248-249
DOI: 10.1055/s-0031-1285852
Posterpreisträger der DGKN-Jahrestagung
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Expression zirkadianer Rhythmikgene in dermalen Fibroblasten von Patienten mit idiopathischer Hypersomnie und gesunden Kontrollprobanden

Circadian Gene Expression in Dermal Fibroblasts of Hypersomnia Patients and Normal Controls
J. P. Lippert
1   Universitätsklinikum Münster, Klinik und Poliklinik für Neurologie, Sektion Schlafmedizin, Institut für Medizinische Informatik
,
H. Halfter
1   Universitätsklinikum Münster, Klinik und Poliklinik für Neurologie, Sektion Schlafmedizin, Institut für Medizinische Informatik
,
N. Osada
1   Universitätsklinikum Münster, Klinik und Poliklinik für Neurologie, Sektion Schlafmedizin, Institut für Medizinische Informatik
,
P. Young
1   Universitätsklinikum Münster, Klinik und Poliklinik für Neurologie, Sektion Schlafmedizin, Institut für Medizinische Informatik
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Publication History

Publication Date:
23 September 2011 (online)

Einleitung

Zyklische Verläufe spielen bei physiologischen Funktionen von Bakterien bis hin zu höheren Säugetieren eine entscheidende Rolle. Die Oszillation von Zyklen auf molekularer Ebene reicht von Millisekunden bis Jahren.

Der zirkadiane Rhythmus, der eine Zeitspanne von circa 24 h umfasst, ist der entscheidende Zeitgeber im Tages- und Nachtzyklus. Viele physiologische Aspekte zeigen eine zirkadiane Regulation: Schlaf-Wachzyklen, geistige Leistungsfähigkeit, Nieren- und Herzfunktion usw. Die molekulare Grundlage dieser Zyklen wird durch die periodische Auf- und Abregulation der Expression bestimmmter Gene gebildet.

Insgesamt wird vermutlich die Expression von zirka 10% aller Gene zirkadian geregelt. Den Kern der periodischen Oszillation der Genexpressionslevel bildet ein komplexes Netz verschiedener molekularer Mechanismen, bei denen unterschiedliche Gene in einer exakt abgestimmten Abfolge auf- und abreguliert werden.

In Säugetieren liegt der zentrale Schrittmacher der zirkadianen Rhythmik im Nucleus Suprachiasmaticus. Dieser erhält tageslichtabhängig Informationen über den retinohypothalamischen Trakt und gibt diese an die peripher liegenden Zellen entweder indirekt z. B. durch Schwankung der Körpertemperatur oder direkt zum Beispiel durch Hormone oder sympathische Innervierung weiter. Diese Zell- und Gewebeverbände unterliegen auf molekulargenetischer Ebene einem 24-Stundenrhythmus, welcher nach hierarchischer Organisation vom zentralen Rhythmusgeber – dem Nucleus suprachiasmaticus – synchronisiert wird.

Der innere zirkadiane Rhythmus ist zellautonom und wird in Säugetierzellen nach jetzigem Kenntnisstand durch ein Netzwerk transkriptioneller Rückkopplungsschleifen gesteuert. Die Genprodukte CLOCK und BMAL aktivieren über ein E-box-Bindungselement positiv auf die Transkriptionsrate von verschiedenen Zielgenen, während CRY1–2, REV-ERBα, Per1–3 die Expression inhibieren, u. a. die von Clock und BMAL [1].

Da die zirkadianen Abläufe zellautonom sind, können diese molekulargenetischen Regulationen gut in leicht zugänglichen dermalen Fibroblasten nachvollzogen warden [2].

Die hier vorgestellten Ergebnisse der Studie dienen der Etablierung eines Verfahrens zum direkten Vergleich interindividueller Unterschiede in den molekulargenetischen Regelkreisen des zirkadianen Rhythmus, gemessen in dermalen Fibroblasten.

Die Methodik ermöglicht eine Validierung möglicher Aberrationen in der Oszillation zirkadianer Rhythmikgene bei Patienten mit idiopathischer Hypersomnie im Vergleich zu gesunden Kontrollprobanden.

 
  • Literatur

  • 1 Reppert SA, Weaver DR. Coordination of circadian timing in mammals. Nature 2002; 418: 935-941
  • 2 Brown SA, Kunz D, Dumas A et al. Molecular insights into human daily behavior. Proc Natl Acad Sci USA 2008; 105: 1602-1607
  • 3 Balsalobre A, Brown SA, Morcacci L et al. Resetting of circadian time in peripheral tissues by glucocorticoid signaling. Scienc 2000; 289: 2344-2347
  • 4 Roenneberg T, Wirz-Justice A, Merrow M et al. Life between clocks: Daily temporal patterns of human chronotypes. J Biol Rhythms 2003; 18: 80-90