| Project/Area Number |
24K10021
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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 48020:Physiology-related
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
鯉淵 典之 群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (80234681)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
天野 出月 群馬大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (10765275)
藤原 悠基 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20881220)
永田 紀翔 (小尾紀翔) 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (90975369)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 甲状腺ホルモン / 高次脳機能 / 海馬 / 脳発達 |
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| Outline of Research at the Start |
甲状腺ホルモンによる高次脳機能発達の調節機構について海馬を中心に解析する。テトラサイクリン応答因子下流にeGFPおよび変異ヒトTH受容体(Mf-1)からなるDNAをknock-inした遺伝子改変マウスを用い、CA1およびCA3領域にテトラサイクリン調節性トランス活性化因子を発現するウィルスベクターを打ち込み、海馬特異的に甲状腺機能を低下させる。そして行動解析により高次脳機能を調べると共に、パッチクランプ法によりCA1ニューロンシナプス可塑性を解析する。Patch-seqによる遺伝子発現解析も行う。並行して、２光子励起顕微鏡でCA1ニューロンのスパインの分布やCa2+動態を解析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画では、先天性甲状腺機能低下症で特に問題となる認知機能障害を念頭に、「高次脳機能発達におけるTH作用の解明」を目的とした。実験では主にテトラサイクリン応答因子(TRE)下流にCMVプロモーター、eGFPおよびTHに不応な変異ヒトTR (Mf-1)からなるDNAをRosa26遺伝子座にknock-inしたマウス(TRE-CMV-eGFP-hTRb1(Mf-1))を用い、CA1およびCA3領域にヒトsynapsin 1プロモーター下流にテトラサイクリン調節性トランス活性化因子(tTA)を発現するウィルスベクター(pAAV-ihSyn1-tTA)を打込み、領域特異的に甲状腺機能を低下させたマウスを作出することとしたが、タンパクの発現量が少なく、モデルとしては不十分と思われた。そこで曝露により甲状腺ホルモン系に異常が生じることがわかっているPFOS曝露動物を使って実験を行った。
目的①~③のうち、本年は特に①の「行動テストバッテリーを用いて、マウスの行動特性を解析し、情動や記憶学習など高次脳機能を評価する。」を実施した。
その結果、周産期にPFOS曝露を受けたマウスのうち、最も甲状腺ホルモンの感受性が強い出生直後から生後8日までの曝露を受けたマウスに、記憶・学習障害が生じることがわかった。また、海馬からmRNAを抽出し、次世代シーケンシングによって網羅的にmRNAレベルを調べたところ、Serpina3g及びTmem91の発現が低下していることがわかった。
PFOSをはじめとする有機フッ素化合物による環境汚染は深刻な社会問題となっており、甲状腺と高次脳機能という切り口で研究を進めることは社会のニーズも高く意義のある研究と思われる。
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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
実験モデルとして使用する予定だった遺伝子改変動物において抑制性タンパク質の発現が十分でなく、異なる動物モデルを使うことになったが、仮説とあまり異ならない結果を得ることができた。
PFOSをはじめとする有機フッ素化合物(PFAS)による環境汚染は現在深刻な問題となっており、甲状腺と高次脳機能という側面からリスクを解析することは社会的にも重要なテーマであると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本実験モデルにおいて電気生理学的解析を行い、シナプス可塑性についてさらに解析を続ける。また、これ以外の甲状腺機能異常モデル（ヨウ素過剰症モデルなど）など、現在の我が国において甲状腺機能異常の原因となりそうな動物モデルを用いて持ちいて高次脳機能発達について解析を続ける。さらに当初予定していたのとは異なるシステムを用いて遺伝子改変動物の作成も続ける。
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