生物学研究は昼間に実施だが「動物モデルの大部分を占めるマウス等は夜行性」

動物モデルの大部分を占めるマウスとラットは夜行性です。が、生物医学研究はほとんど昼間に行われています。

Yet a survey of animal studies across eight behavioral neuroscience domains showed that most behavioral testing is conducted during the day, when the rodents would normally be at rest.

参照元：https://wvutoday.wvu.edu/stories/2021/06/10/like-night-and-day-animal-studies-may-not-translate-to-humans-if-time-of-day-is-disregarded
– ウェストバージニア大学 West Virginia University. Thursday, June 10, 2021 –

午前3時に起こされて、トウモロコシの迷路を進んだり、買い物リストの20項目を記憶したり、運転免許試験に合格したりすることを想像してみてください。

ウェストバージニア大学が行った新しい分析によると、生物医学研究におけるげっ歯類は、しばしばそのような状況に置かれているそうです。

動物モデルの大部分を占めるマウスとラットは夜行性です。

しかし、行動神経科学の8つの分野における動物実験を調査したところ、行動実験のほとんどは、ネズミが通常休息している日中に行われていることがわかりました。

研究を率いたRandy Nelson氏は話します。

「代謝、免疫機能、学習・記憶、知覚など、日中には劇的な変動がありますが、多くの場合、それらは無視されています。それがどの程度、結果に影響を与えているのか、疑問に思わざるを得ません。」

Nelson氏は、医学部神経科学科の学科長であり、ロックフェラー神経科学研究所の基礎科学研究を担当しています。

この研究成果は、『Neuroscience and Behavioral Reviews』誌に掲載されました。

Nelson氏と同僚のRNI研究員Jacob Bumgarner氏、William Walker氏、Courtney DeVries氏は、ネズミの行動に関する8つのカテゴリー（学習・記憶、感覚・知覚、注意、食物摂取、交尾、母親の行動、攻撃性、薬物探索）ごとに、最も頻繁に引用された25件の論文を調査しました。

各研究では、行動テストが日中に行われたのか、夜間に行われたのか、あるいは両方行われたのかを判断しました。

また、どの研究が時間帯の情報を曖昧に報告しているか、あるいは全く報告していないかを特定しました。

全体として、夜間のテストを報告した研究はわずか20％でした。

17％が昼間のテストを報告し、7.5％が両方を報告しました。

残りの研究では、テストがいつ行われたかについて言及されていないか（42％）、あるいは曖昧であったか（13.5％）のいずれかでした。

また、夜間に実施された研究でも、ネズミの概日リズムをどのようにして保護したかが詳しく書かれていないものが多くありました。

例えば、研究者は何時に動物を観察したのか？

日中は動物を暗闇に閉じ込めていたのか？

もしそうなら、誰かがドアを開けたり、廊下の照明をつけたりするたびに、外来の光が部屋に入ってこないように、どのようにしていたのか。

ほとんどの場合、方法の欄を見ただけではわからないことが多かったのです。

しかし、このような情報を記録しておくことは、研究の再現性を高める上で非常に重要です。

最初の実験がどのように行われたかを知らなければ、他の科学者が再度実験を行って、異なる結果が得られるかどうかを確認することはできません。

異なる条件で何度も実験を行うことは、あらゆる科学的探求の基本です。

Nelson氏は話します。

「私たちは、全員が最高の科学を実施し、報告していることを確認したい。NIHと同様に、科学の厳密性と再現性を向上させたいと考えているので、これは重要なことです。」

時間帯を考慮しないことは、動物実験の再現性を損なうだけではありません。

時間帯を考慮しないと、動物実験の再現性が損なわれるだけでなく、その結果が人間に適用できなくなる可能性もあります。

昼行性の人間は、太陽が出ているときに活動し、太陽が沈んでいるときに休息する傾向があります。

これは、生物医学の研究でよく使われる夜行性のネズミとは正反対です。

この矛盾を無視して、人間に結果を外挿すると、データの価値が下がってしまいます。

Nelson氏は話します。

「暗闇の中で活動するマウスをテストした場合、そのデータを、その時間帯に活動する昼行性の生物に置き換えることができます。それはそれでいいと思います。しかし、明るいところでは、マウスの昼間の行動は人と比較してあまりよくありません。朝の3時に起こされて、「よし、綱渡りをしよう」と言ってもダメなのと同じですよね。さて、なんということでしょう。」

では、昼行性の人間の研究者が、夜行性のネズミのサーカディアン・リズムが自然に衝突する中で、どのように研究を計画し、実行すればよいのでしょうか？

一つの方法は、ネズミの明暗サイクルを逆にすることです。

日中は真っ暗闇にして、夜になったら照明をつけます。

そうすれば、真夜中に車でラボに行かなくても、動物の活動期を、擬似的な「夜」の条件下で観察することができます。

また、昼間に動物を観察する際には、通常の白い照明ではなく、薄暗い赤い照明で観察することができます。

さらに、窓に赤いフィルムを貼ることで、より効果的になります。

げっ歯類は赤い光を見ることができないので、彼らの概日リズムを乱すことはありません。

研究室の中には、頭上に赤い照明が設置されているところもありますが、研究者がそのようなスペースにアクセスできない場合でも、問題を回避する方法があります。

Nelson氏は話します。

「赤い光が入った鉱山用のライトを使うといいですよ。これは非常に有効です。暗視ゴーグルを使うのもいいでしょう。」

いずれにしても、これらの対策を詳細に記録することが重要です。

Nelson氏は話します。

「この論文の目的は、生物学的に重要な変数である性について人々が意識したのと同じように、私たちがこの問題について意識するようにすることです。誰もが知っていることですが、生物医学研究者のグループとしては無視しています。もしそれを無視した場合、夜行性の動物のデータを昼行性の動物に置き換えることができるでしょうか。」