| Project/Area Number |
23K24595
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| Project/Area Number (Other) |
22H03337 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
遠藤 整 東海大学, 医学部, 准教授 (10550551)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大塚 正人 東海大学, 医学部, 教授 (90372945)
實木 亨 三重大学, 医学系研究科, 准教授 (10546675)
大和田 賢 東海大学, 医学部, 講師 (40756409)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | THAラット / バイオマーカー / 学習行動 |
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| Outline of Research at the Start |
未発達な中枢神経系は、化学物質曝露に対して脆弱であり、次世代の学習や記憶能力への影響が大きい。本研究は、申請者が開発した高学習能モデル動物Tokai High Avoider (THA) ラットを用いて、1. 学習や記憶に関わる新たな分子機構の解明、 2. 次世代の高次脳機能への影響を予測する「次世代影響評価マーカー」の探索、3. 化学物質曝露による次世代影響の再評価、4. THAラットをもとにしたin vitro次世代影響評価法の開発、を行う。独自のマテリアルであるTHAラットを用いて新規の高次脳機能制御機構を包括的に理解する。さらに、簡便かつ再現性の高い次世代影響評価法を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
胎生期や授乳期などの発達過程は、個体が未成熟であるため内的・外的環境の影響を受けやすい。特に未発達な中枢神経系は、母体を介した化学物質曝露に対して脆弱であるため、次世代の学習や記憶能力への影響が大きい。しかし、次世代における学習能力への影響は、in vivoで評価することは不可能である。高学習能モデル動物THAラットは、生まれつき学習能力が高い表現型であるため、「表現型の変化＝学習能力の低下」として個体レベルでの評価が可能となり、周産期における化学物質曝露による次世代影響を評価する上で最適な評価モデル動物になると考えている。
本年度は、これまでのTHAラットの系統維持に加えて表現型のさらなる順化を目指し、THAラットの選抜方法の見直しを行った。研究開始当初から、10回行われる学習試験において、5回目の施行で回避率90％以上かつ10回目の最終施行までに95％以上を獲得した雌雄の選抜交配を行うことで、より精度が高く個体差の少ない系統の確立を目指してきた。次に、より順化したTHAラット個体とWistarラットの遺伝子発現比較を行った。低学習能Wistarラット(Wistar-L)、高学習能Wistarラット(Wistar-H)、THAラット(THA)の3グループに分け、高い学習能力を支える共通分子の抽出を試みた。その結果、Wistar-Lと比較しWistar-HとTHAで共通して遺伝子発現が2倍以上の上昇または低下したもののうち、Gene Ontology解析から、olfactory遺伝子群、Gタンパク質共役受容体(GPCR)遺伝子群、MHC class I遺伝子群が抽出された。現在は、THAラットにのみ特徴的な分子の解明と、次世代影響評価に用いることが可能となり得る候補分子の特定に取り組んでいる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り順調に研究を遂行することが出来ている。ただし全ての実験計画がスムーズに進行していったわけではない。実験動物を扱う上では必ず直面する問題ではあるが、自然交配による系統維持を行っていることから、目的とする産仔数を得るまでに多くの時間が必要となった。THAラットに特徴的な学習能力を規定する分子は、現在進捗途中ではあるものの、先行研究ではあまり解明されていない分子である可能性を見出しつつあり、新規の次世代影響評価マーカーを絞り込みが出来るものと判断している。
昨年度作成したiGONAD法を用いた遺伝子改変THAラットは、系統維持することが困難であったため、再度別系統の作成に着手しなければならないなど、想定外の事案にも見舞われた。ただし、本学の研究支援業務従事者による強力なサポート体制があったため、次年度に向けた化学物質曝露実験に向けた予備検討の開始に向けて進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究課題をノンストップで継続していくため、これまで以上に研究遂行の基本となる実験動物の確保と維持に努める。計画している化学物質の曝露実験は非常に低い濃度域を想定しているため、用いる実験器具や消耗品などからの溶出してしまう化学物質などに注意し、できる限りのアーチファクトを除いて研究を遂行していく必要がある。今後も、THAラットの表現型を説明しうる分子のバリデーションに向けて代謝物の網羅的な解析を含めて研究を継続していく必要がある。一方で、自然交配による実験動物を維持していることから、希にTHAラットとは異なる表現型を示す個体が見出されることがある。本研究に応用できる場合は、新たな研究展開を見据えた検討を積極的に実施していきたいと考えている。
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