Project/Area Number |
19K05915
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 38050:Food sciences-related
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Research Institution | Jumonji University |
Principal Investigator |
有田 安那 十文字学園女子大学, 国際栄養食文化健康研究所, 客員研究員 (20518104)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 菜穂 十文字学園女子大学, 人間生活学部, 准教授 (10571466)
山崎 優子 十文字学園女子大学, 人間生活学部, 准教授 (70518117)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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Keywords | 亜鉛 / cyclic feeding |
Outline of Research at the Start |
微量栄養素の生理機能とその機構の解明には、当該栄養素欠乏からの早期の回復過程を時系列的に解析する動物実験が効果的である。しかし、亜鉛に関する適用例は少ない。亜鉛欠乏ラットに特有な3~4日周期の摂食量の増減(CF:cyclic feeding)とその位相のずれが、群としての解析を妨げるためと推定される。そこで、申請者らは亜鉛欠乏ラットのCFを同期させ、亜鉛欠乏からの回復過程を解析するモデルを考案した。本研究では申請者らの手法に基づき、肝臓を標的として糖・脂質代謝産物等の時系列的・網羅的な解析を行う。亜鉛に対する応答を詳しく調べ、亜鉛の生理機能・機構解明に向けて突破口を開くことをめざす。
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Outline of Annual Research Achievements |
微量栄養素の機能解明において、当該栄養素欠乏からの回復過程を時系列的に解析する手法が有効だが、亜鉛においてはこのような手法の適用が困難である。その理由として亜鉛欠乏ラットに特有な3~4日を周期とした摂食量の増減(cyclic feeding; CF)の影響が推定される。そこで我々はCFを同期した新規亜鉛欠乏回復モデルを考案し、その有効性を検証することを目的として、CFの影響を特に受けやすいと推定される糖・脂質代謝における亜鉛の機能を解析した。 動物実験では、亜鉛欠乏ラット(ZD)と通常食を亜鉛欠乏群の摂食量と同量与えるPair-Fed(PF)群を作製した。ZD群を3群に分け、解剖3時間(3h)、24時間(24h)前に硫酸亜鉛溶液を腹腔内投与し、亜鉛無投与群(ZD群、PF群)には、生理食塩水を腹腔内投与した。各群から肝臓を摘出し、用事まで-80℃で保存した。肝臓を試料としてDNAマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行った結果、亜鉛投与に応答すると推定される糖質および脂質代謝に関連する遺伝子が数種類検出された。さらに、肝臓を試料としたメタボローム解析を実施し、令和4年度は令和3年度に引き続きその詳細な解析を実施した。 今後は、DNAマイクロアレイとメタボローム解析の結果に基づき、亜鉛投与に応答する糖質・脂質代謝関連分子を探索する。引き続き、遺伝子発現やタンパク質発現等の測定を通して再現性を確認し、本モデルの有効性を検証する。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究はcyclic feedingを同期した新規亜鉛欠乏回復モデルに基づき、摂食の影響を受けやすい糖質および脂質代謝関連分子に及ぼす亜鉛投与の影響を精査することを通して、本モデルの有効性を評価することを目的としている。現在までに、肝臓を試料としてDNAマイクロアレイおよびメタボローム解析を行い、亜鉛に応答する糖質および脂質代謝関連分子のスクリーニングを実施した。DNAマイクロアレイの結果については、qPCRによる再現性の確認が完了している。当初の予定では、さらにタンパク質発現も実施してスクリーニング結果の再現性を確認する予定であったが、新型コロナウイルス感染拡大防止対策に伴う入構制限により、施設内でのタンパク質発現の測定等の作業が制限されたために、当初の計画よりもやや遅れているとした。
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Strategy for Future Research Activity |
cyclic feedingを同期した亜鉛欠乏回復モデルに基づき、DNAマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行った結果、亜鉛投与に応答すると推定される糖質および脂質代謝に関連する遺伝子を数種類検出することができた。さらに令和4年度までにメタボローム解析による代謝産物の網羅的解析を実施し、現在マイクロアレイの解析結果とメタボローム解析の結果から、亜鉛投与に応答する糖質・脂質代謝関連分子を探索中である。今後は、これらのスクリーニング結果の再現性を確認するために、タンパク質発現、酵素活性の測定を行う。さらに本研究で得られた結果と従来の方法で検討された知見との比較を行い、本モデルの有効性を検証する。
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