母親の食習慣に起因する子どもの放射線高感受性化(DOHaD)の機構研究

Research Project

Project/Area Number	23K11431
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 63020:Radiation influence-related
Research Institution	National Institutes for Quantum Science and Technology
Principal Investigator	勝部孝則国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所放射線影響研究部, 上席研究員 (10311375)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	劉翠華国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所重粒子線治療研究部, 主任研究員 (00512427) 王冰国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学研究所放射線影響研究部, グループリーダー (10300914)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000) Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	放射線感受性 / 食習慣 / マウス / DOHaD / 高脂肪食 / 造血組織 / エピゲノム
Outline of Research at the Start	肥満の増加とその健康影響が世界的に問題となっている。母体の栄養状態・健康状態は、子宮内の胎児に影響し、子の将来の健康や病気のリスクをも左右する。我々はマウスを用いた実験において、母親の恒常的な高脂肪摂取が、子の造血組織の発達不全を誘導し、放射線感受性を亢進させることを示す結果を得た。本課題では、子における造血不全の原因となる遺伝子と、そのエピゲノム変異を明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	背景：疫学研究から、母体の栄養状態・健康状態が子宮内の胎児に影響し、子の将来の健康や病気のリスクを左右することが明らかになり、DOHaD（Developmental Origins of Health and Disease)説として注目されている。我々はマウスを用いた実験系で、母マウスの高脂肪摂取（肥満のモデル）が、その仔の造血組織に発達不全を誘導し、仔の放射線感受性が亢進することを見出した。本課題では、仔の造血不全の原因となるDOHaD関連遺伝子を明らかにする。実験系：C57BL/6J雌マウスを2群に分け、離乳直後（3週齢）から高脂肪餌もしくは通常餌で飼育する。10週齢でC3H雄マウス（11週齢、通常餌）と交配し、高脂肪餌母マウスの仔（高脂仔マウス）、通常餌母マウスの仔（通常仔マウス）を得る。生後4週まではそれぞれの母マウスからの授乳により、その後は全ての仔マウスについて通常餌により飼育する。この実験系で、出生後7日目の仔マウスに3.8GyのＸ線を照射したとき、高脂仔マウス雄において、造血組織の不全に起因する放射線感受性の亢進を見出している。本研究課題では、胎児期および授乳期の造血組織（肝臓、骨髄、脾臓、胸腺）を採集し、各組織の分化、増殖、遺伝子発現における高脂仔マウス雄と通常仔マウス雄の間の相違を、RNA-seq法および病理解析により検討する。今年度成果：１）マウス胎児および乳児から造血組織を分離する方法を確立した。ゲノムDNAからPCRにより雌雄判別を行う方法を確立した。２）雌マウス200匹と雄マウス100匹を導入し、上記の方法で高脂仔マウスと通常仔マウスを得た。３）受胎後14.5日（肝臓）と18.5日（肝臓、骨髄、脾臓、胸腺）胎児、生後19日（肝臓、骨髄、脾臓、胸腺）乳児から造血組織を採取すると同時に、各個体の雌雄を決定した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 理由　計画に従い、胎児期および乳児期の造血組織（肝臓、骨髄、脾臓、胸腺）を分離する方法を確立した。特に胎児の骨髄については、微小で脆弱な大腿骨および上腕骨から、遠心力により骨髄のみを分離する方法を確立した。また、胎児については生殖器での雌雄判別が出来ないことから、ゲノムDNAのPCRにより雌雄を判別する方法を確立した。受胎後14.5日、18.5日の造血組織を採取するためには、受胎日を特定する必要がある。交配期間を一晩（午後7時半～明朝7時半の12時間）とすることで、受胎日時を限定した。12時間で交配が成功する確率から逆算し、雌マウス200匹と雄マウス100匹を導入・交配した。造血組織を採取する作業の都合から、交配は2回に分けて行った。ゲノムDNAのPCRにより性別を決定した結果、高脂仔マウス、通常仔マウスとも、本課題の解析に十分な量の雄胎児（受胎後14.5日、18.5日）および雄乳児（生後19日）の造血組織が得られていることを確認した（各実験群最低6匹分の造血組織）。一部のサンプルについて、今年度内にRNA-seq解析外部委託に出す予定であったが、次年度に持ち越しとなった。既に外部委託の準備は出来ており、次年度初旬に着手できる見込みである。
Strategy for Future Research Activity	１）得られた各発生段階の造血組織についてRNA-seq解析を行う。特に造血組織の発生・分化に関わる遺伝子に着目し、高脂仔マウスと通常仔マウスの間で発現の異なる遺伝子を探査する。肥満に付随して増加する脂肪細胞や、慢性的な炎症反応が、造血組織の分化に関与するとの知見がある。脂肪細胞の発生・分化や炎症反応に関与する遺伝子にも着目する。２）得られた各発生段階の造血組織について病理解析を行う。上述の通り、脂肪細胞が造血組織の発生・分化に関与するとの知見があり、脂肪細胞の量的・質的な相違に着目して解析を行う。３）研究成果を各種の学会や学術専門誌で発表する。