2017 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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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ケトン食 / 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。
昨年度までの検討にて、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、肝臓のガングリオシドの発現量を増加させることを見出していた。また、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、肝臓で見出した遺伝子のうちガングリオシドの分解に関わる遺伝子発現の低下に相関性を見出していた。
今年度は、肝臓にて見出したガングリオシドの変化と、臨床検査の試料として有用な血清に含まれるガングリオシドの変化との相関性について検証し、一部のガングリオシドの分子種が相関して増加することを見出した。血清中のガングリオシドは肝臓にて産生されるが、そのうち親水性の高い糖鎖構造を有するガングリオシドの血清含有量と肝臓のガングリオシドの発現増加に有為な相関があった。さらに、LCKDの摂取が中枢神経組織のうち、小脳など特定の領域に発現しているガングリオシドの代謝に影響する可能性を遺伝子発現解析により見出した。他方、見出したガングリオシドの発現変化を実用的に検出するためのモノクローナル抗体の開発と、これを用いたイムノアッセイによる評価技術の確立についての研究成果がまとまり、論文公表に至った。
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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
目標として設定した、LCKD摂取による肝臓、血清、中枢神経組織におけるガングリオシド発現への影響について、主だった解析を完了している。加えて、臨床検査への応用を見据えたツール（抗体）開発やヒト試料を用いた評価技術も確立できている。すでに多数の論文公表や学会発表による成果発信もしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初想定していなかった小脳などの中枢神経領域のガングリオシドの代謝調節がLCKD摂取により影響を受け易いことを新たに見出しており、その解析が本研究の完成に必要なため引き続き実施する。また最終年度となるため、これまでの解析によって得られた成果をまとめ、論文発表や学会発表による成果発信を推進する。
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