2015 Fiscal Year Research-status Report
早産児相当の脳発達段階における母子分離が児の神経回路網形成に与える影響
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15K09715
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
太田 健一 香川大学, 医学部, 助教 (50403720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 辰吾 香川大学, 医学部, 助教 (50451430)
三木 崇範 香川大学, 医学部, 教授 (30274294)
割田 克彦 鳥取大学, 農学部, 准教授 (40452669)
日下 隆 香川大学, 医学部, 教授 (50274288)
金西 賢治 香川大学, 医学部附属病院, 准教授 (10263906)
久保 裕之 香川大学, 医学部, 助教 (30564116)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 母子分離 / 脳由来神経栄養因子 / 海馬 / スパイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳発達期の母子間の身体的接触は神経回路網形成にとって重要な意義をもつものであり、この時期の母子分離は高次機能獲得に悪影響を与えうる。しかしながら、母子分離が脳発達にどう影響を与えるのかについてはまだよく分かっていない。そこで本研究課題では、早産児における脳発達段階に重点を置き、母子分離が神経回路網形成に及ぼす影響とその臨界期を解明する事を目的とした。平成27年度は、海馬各部位における樹状突起スパインの解析とそのスパイン形成に関与する因子について脳発達期を中心に検討した。
SDラットを用いて生後2-20日の間、仔を母獣から分離(3時間×2回/日)して母子分離モデルを作製した。生後21日の海馬をゴルジ染色しスパインの形態解析を行った所、領域特異的なスパイン形態の変化が認められ、特に海馬CA１領域の錐体細胞では成熟型スパインの減少が認められた。更にこのスパイン形成に関与する因子として海馬の脳由来神経栄養因子(BDNF)の発現をreal-time PCR及びwestern blotで解析した所、生後7日付近で顕著に低下しており10日以降ではほとんど変化が認められなかった。更に詳しく調べるために生後7日の海馬を次世代シークエンス解析にて網羅的な遺伝子発現を調べた所、BDNFの下流に存在するMitogen-activated protein kinase(MAPK)シグナルに変化があることが分かった。そこでMAPKシグナルとしてExtracellular Signal-regulated Kinaseの活性を調べると、生後7日で低下している事が分かった。またBDNF発現の減少が見られる海馬領域を絞り込むためにレーザーキャプチャーマイクロダイセクションにて生後7日の海馬を部位毎に採取し解析を行った所、BDNF発現の減少は海馬CA1領域で顕著に認められた。
これらの事から母子分離は脳発達早期における海馬CA1領域のBDNFシグナルを低下させ、これが同部位で見られた興奮性シナプス形成の異常を引き起こしたと推察される。
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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
初年度予定していた母子分離が海馬に与える影響について①領域別の神経回路網形成の評価、②発達期に影響を受ける因子及びその時期の特定、③特定された時期における網羅的遺伝子発現解析は終了している。特に②に関しては、当初予定していなかった領域別の解析をレーザーキャプチャマイクロダイセクションにより実施しておりより詳細な知見が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度の結果から、母子分離は生後7日齢付近のBDNFシグナルを低下させる事が見出された。しかしながらこの発達早期のBDNFシグナル低下が、海馬の神経回路網形成をどのように変化させるのか、あるいはそれは成熟後の学習能を含む高次機能にどう影響を与えうるかについての知見はまだ乏しい。そこで次年度以降は、次世代シークエンス解析結果も踏まえながら母子分離期間を更に生後2-10日齢(ヒトにおける早産児相当の脳発達段階を想定)に限定し、この時期のBDNFシグナルと神経回路網形成、そしてそれに関係する行動との関連性を明らかにしていく予定である。
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| Causes of Carryover |
平成27年度に実施した次世代シークエンス解析が特に問題なく順調に行えた事と外注する予定だったデータ解析を自身で行う事で費用を削減する事ができたため。
更にこれまでに既にストックしていたサンプルで解析を行う事ができ、動物の購入も最低限で済んだため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度の結果から海馬の領域特異的な影響を解析する必要性が生じた。そのため当初予定していた海馬全体を使用した解析ではなく、レーザーキャプチャーマクロダイセクションを用いて領域別に採取する必要がある。この採取のためには、専用キットが必要であり他で代替する事ができない。更に試料が極微量であるため、RNA抽出等にも微量用キットが必要になる。従って新たにこの解析を行うための予算として使用する予定である。
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