2016 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of the effect of low carbohydrate ketogenic diet on tissue expression of epilepsy-related glycosphingolipids
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15H02907
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
奥田 徹哉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (20443179)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 直樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ付 (60371085)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ケトン産生食 / 糖質制限食 / スフィンゴ糖脂質 / ガングリオシド / 糖鎖マーカー / 糖鎖抗原 / てんかん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
古くから難治性てんかん治療に用いられてきた低炭水化物/ケトン産生食（LCKD）の摂取による組織への作用を分子レベルで解明することを目的とし、その代謝関連遺伝子の変異により小児てんかんが発症する酸性スフィンゴ糖脂質（ガングリオシド）の組織発現への影響を中心に研究を進めた。
昨年度までの肝臓を用いた検討では、LCKD摂取がガングリオシドの代謝関連遺伝子の発現変化を誘導し、肝臓でのガングリオシドの発現量を増加させることを見出した。今年度は、てんかん焦点となりうる大脳皮質にて同様な作用が起こりうるか検証した。大脳皮質より抽出したtotal RNAを用いたDNAマイクロアレイ解析とReal Time qPCR解析により、肝臓で見出した遺伝子のうちGm2aに相関性があり、LCKD摂取が有意にその発現量を低下させることを見出した。しかしながら大脳皮質では肝臓と比べてその変化量が小さいためか、プロダクトであるガングリオシドの発現量への影響は検出できなかった。
またLCKDによる組織糖鎖発現への作用を評価するために実用性のあるマーカーの開発について検討した。肝臓を用いた検討にて、複合型ガングリオシドやフコシル化糖タンパク質が目的のマーカーの性質を有することが示唆されため、これらを認識するモノクローナル抗体の開発とイムノアッセイによる評価技術の確立に向けて必要な材料を調製した。スフィンゴ糖脂質の組織/細胞含量をイムノアッセイで定量的に評価するための方法についても検討し、ヒト由来培養細胞を用いたモデル実験により評価法を確立した。
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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
期間目標とした大脳皮質の遺伝子発現プロファイリングが完了し、中枢神経組織におけるLCKD摂取の影響について多くの知見が得られたため。またLCKD摂取による組織のガングリオシド発現への影響を定量的に評価するためのイムノアッセイの構築も進み、その成果を学術論文や学会発表として公表できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
肝臓の解析によりLCKDの効果が血中のガングリオシドや糖タンパク質の含有量の変化として評価できる可能性を見出しており、その解析を進める。また大脳皮質の解析結果にて、LCKDは中枢神経組織の限局した領域に発現するガングリオシドへ影響を及ぼすことが示唆されたため、引き続き解析を進めることでLCKDによるガングリオシドへの作用とてんかん抑制効果との関連を明らかにしていく。
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