2016 Fiscal Year Annual Research Report
中枢神経系で働くマウス新規摂食行動制御遺伝子の機能解明
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16H04686
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
高田 豊行 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 助教 (20356257)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 貴志 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30390628)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 疾患モデル / 摂食行動 / 肥満 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らはこれまでに、汎用マウスのC57BL/6J (B6)系統と日本産近交系のMSM/Ms (MSM)系統を利用した交配系による順遺伝学的解析を行い、中枢の神経細胞で発現する機能未知の遺伝子Aobs1（オーブ1）を同定した。Aobs1の自然突然変異は、B6の遺伝的背景で過食による肥満を惹起する。ヒト相同遺伝子の近傍には、GWASにより肥満・脂質代謝異常のQTLが検出されている。
本年度はまず、Aobs1が発現する神経細胞、神経核、神経回路を同定するところから実験を開始した。現在使用している抗Aobs1抗体は、組織免疫学的観察には向かないので、新たな抗体の作製を試みた。しかしながら、新たに作製した抗体もうまく機能しなかったので、現在in situ ハイブリダイゼーションによる遺伝子発現の検討を行うことを想定している。神経核に発現する因子群との共局在を免疫組織学的に解析するため、これまでに報告されている複数の摂食関連遺伝子の発現動態をAobs1破壊動物等で検討し、幾つかの遺伝子で、野生型との発現差を検出している。タンパク質タグをCRISPR-Cas9によるゲノム編集技術によりAobs1の任意の部位にノックインした系統については、Aobs1の末端部に１種類のタグを挿入した系統の作製に成功した。Aobs1機能の作用点と既知の制御系の関連を明らかにするため、脳を使用した網羅的な遺伝子発現解析を計画していたが、これについては、平成28年度新学術領域「先進ゲノム支援」による支援を受けることができ、B6、MSM、およびコンソミック13番置換系統の通常餌および高脂肪餌で飼育した場合の脳サンプルに関して、次世代シーケンサーによる遺伝子発現解析情報を得ることが出来た。情報解析は分担研究者である新潟大学阿部氏と共同で行っており、次年度をめどにデータのまとめと各種の検証を行う。
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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
研究開始の本年度は、Aobs1が発現する神経細胞、神経核、神経回路を同定するための抗Aobs1抗体の作製から開始したが、残念ながら満足のいく抗体は得られなかった。神経核に発現する因子群との共局在を免疫組織学的に解析するため、タンパク質タグをCRISPR-Cas9によるゲノム編集技術によりAobs1の任意の部位にノックインした系統の作製を試みた。これについては、Aobs1の末端部に1種類のタグを挿入した系統の作製に成功した。タグが挿入された個体を用いて、交配によりホモライン化して、恒常的なホモ個体が得られるか検討している。Aobs1機能の作用点と既知の制御系の関連を明らかにするため、脳を使用した網羅的な遺伝子発現解析を計画していたが、これについては、平成28年度新学術領域「先進ゲノム支援」による支援を受けることができ、B6、MSM、およびコンソミック13番置換系統の通常餌および高脂肪餌による飼育下において、脳で発現差のある遺伝子群の情報を次世代シーケンサーにより解析することが出来た。全体としては、当初計画通りに順調に進行しているが、これに加えて良質の抗体が作製できれば、さらに着実な進展が図れるものと期待している。
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| Strategy for Future Research Activity |
Aobs1を発現する神経細胞や神経細胞核、神経回路の同定研究を継続する。Aobs1が発現する神経細胞、神経核、神経回路を同定するための新たな抗体の作製については、費用対効果を考え次年度もう一度チャレンジする。Aobs1の末端部にタグを挿入した系統以外にも、Aobs1の末端部以外や現場のタグ以外のタグを挿入した遺伝子改変動物の作製を予定している。遺伝子発現解析に関しては、平成28年度新学術領域「先進ゲノム支援」による支援を受けることができ、B6、MSM、およびコンソミック13番置換系統の通常餌および高脂肪餌による脳で発現差のある遺伝子群を解析することが出来たので、情報解析をさらに進めて、Aobs1の発現差や摂食関連のパスウェイに関連した遺伝子の発現動態に注目をした遺伝子探索を行いたい。これ以外にも、これまでに報告されている複数の摂食関連遺伝子の発現動態もAobs1破壊動物等で野生型との発現差を検出しているので、さらに詳細な解析を行い検証したい。Aobs1の末端部に現状のタグを挿入した系統をライン化して恒常的にホモ個体が得られるようになれば、Aobs1が発現する神経核や神経回路の解析研究に活用する。Aobs1の化学修飾の解析や相互作用因子の探索についても、これまでに得られた遺伝子発現解析の情報や遺伝子改変動物などを活用して行う。Aobs1のリン酸化などの修飾の有無や、週令、飼育環境を変えた際のこれらの変化の検出を行いAobs1の各種の修飾機能を評価する。一連の解析を通して、Aobs1が摂食行動や肥満を制御する遺伝回路を解明し、Aobs1の中枢における機能を明らかにする。最後に、Aobs1機能不全が遺伝的背景に依存して過食・肥満を発症するメカニズムを解明して、Aobs1変異マウスを実験動物として確立する。
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Research Products
(3 results)
