| Project/Area Number |
21K11646
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Shikoku University (2022-2023)
The University of Tokushima (2021) |
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Principal Investigator |
近久 幸子 四国大学, 生活科学部, 准教授 (00452649)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 慢性不眠 / Hmgcs2 / うつ様行動 / 睡眠 / 代謝 / 運動 / 睡眠不足 / 行動異常 / ケトン体 |
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| Outline of Research at the Start |
慢性的な睡眠不足は攻撃性の増大やうつ病など情動行動異常を引き起こす。しかしそのメカニズムは不明な点が多く、分子レベルでの研究はほとんどない。この分子機序を理解することは、睡眠不足に伴う行動異常の根本治療や予防法の確立のために必須である。
我々はこれまでに、睡眠不足の脳内ではケトン体産生が増加することを見出している。本研究では、慢性的な睡眠不足が引き起こす行動異常の分子機序を脳内ケトン体代謝との関連から解明することを目指した研究を実施し、慢性的な睡眠不足に陥った際、いかにして行動異常が惹起されるリスクを軽減できるかについての知見を得る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在までに、①マウスにおけるケトン体合成酵素Hmgcs2に関して、siRNAの脳室内および腸管や尾静脈へのin vivo投与によって、脳および肝臓のHmgcs2の遺伝子やタンパクが確実にノックダウンされるかどうかの確認、②これら脳および肝臓のHmgcs2ノックダウンにおける、マウスの睡眠変化と網羅的行動解析、③脳および肝臓のHmgcs2ノックダウンにおける、運動負荷を伴う断眠およびハンドリングによる断眠後のリバウンドの変化の違い、④アストロサイト特異的Hmgcs2過剰発現マウスの作製と睡眠変化の解析について検討を行った。
現在までの実験で得られた結果は以下の通りである。①ケトン体合成酵素Hmgcs2に関して、３種類のsiRNAを混合し、in vivo用の導入試薬を用いて脳室および尾静脈より投与した結果、それぞれ脳内と肝臓におけるHmcs2の発現低下が認められた。②siRNA投与による脳および肝臓のHmgcs2ノックダウンでは、脳のノックダウン、肝臓のノックダウンともに、ベースラインの睡眠には大きな変化は認められなかった。行動変化に関しては、脳のHmgcs2ノックダウンにおいて、うつ様行動などの情動行動に変化が認められたが、肝臓のHmgcs2ノックダウンでは、行動変化が観察されなかった。③運動負荷を伴う断眠とハンドリングによる断眠後のリバンドの変化に関しては、肝臓Hmgcs2ノックダウンでは運動負荷を伴う断眠後のリバンド（ノンレム睡眠中の脳波デルタパワー）の減弱が認められた。一方、脳のHmgcs2ノックダウンでは、ハンドリングによる断眠後のリバンド（ノンレム睡眠中の脳波デルタパワー）の減弱が認められた。⑤アストロサイト特異的Hmgcs2過剰発現マウスの睡眠変化については、現在解析を行っているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までに、野生型マウスを用いたsiRNA投与による睡眠記録と行動解析は、脳内投与および末梢投与ともに、ほぼ順調に実験が進んでいる。しかし、アストロサイト特異的Hmgcs2過剰発現マウスは、作成はできているものの、繁殖がうまくいかない時期があり、このマウスを用いた睡眠記録および行動解析にやや遅れが生じている。さらに、当初予定していたHmgcs2 floxマウスの作製において、複数の要因から滞った時期があったため、実験計画に遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
Hmgcs2過剰発現マウスの繁殖法を見直すことで、実験に使用できるマウスの安定供給に努める。また、Hmgcs2 floxマウスの作製は完了し、現在繁殖を進めているため、Hmgcs2 floxマウスを用いて、siRNAよりも強力で部位特異的なHmgcs2ノックダウンによる睡眠変化や行動変化の検討を行う。さらに、免疫組織化学染色による組織学的解析やウェスタンブロットによるタンパク解析、リアルタイムRT-PCRによる遺伝子解析などにより、分子メカニズムを詳細に検討する。
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