2017 Fiscal Year Research-status Report

食生活と環境化学物質が子ども達の脳神経に与える影響の網羅的な解析

Research Project

Project/Area Number	16K01872
Research Institution	Oita University
Principal Investigator	酒井久美子大分大学, 医学部, 助教 (60225753)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	花田礼子大分大学, 医学部, 教授 (00343707) 千葉政一大分大学, 医学部, 助教 (20457633) 酒井謙二九州大学, 農学研究院, 教授 (50205704)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	亜鉛 / 安息香酸 / メタボローム / 子ども / 学習障害 / 脳 / バイオインフォマティクス
Outline of Annual Research Achievements	近年、子供たちの学習障害や情緒障害が社会的な問題となっている。私たちはこれらの原因の一つとして、過去のマウスを用いた実験結果より、環境中の化学物質である「安息香酸亜鉛」が関与している知見を得ている。昨年度はこの化学物質が脳に与える変化を網羅的に捉えるため、亜鉛、安息香酸、安息香酸亜鉛を通常より多めに含んだ飼料で長期間マウスを継代飼育し、7～10週前後の子の脳部位のメタボローム解析およびマイクロアレイ解析（一部）を行った。GC-MS/MSのMRMモードによるターゲットメタボロームの結果、コントロールと比較して有意に変動が認められた代謝物が10数個抽出された。マイクロアレイによるトランスクリプトーム解析では、マウスの行動解析結果と照合できる発現変動遺伝子群が抽出された。今年度はこれらの結果から、代謝の変動があったのか？あった場合、どの代謝経路に多く変動が起きたか？を知るため、バイオインフォマティクスを用いた解析を行った。web上で提供されているデータベースを元にして、機能解析を行うメタボロミクス解析ソフトMetaboAnalyst（Xia Lab @ McGill ）でエンリッチメント解析、パスウェイ解析を行い、さらにKEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）の代謝図にマップを試みた。また、トランスクリプトーム解析はDAVID（National Institute of Allegy and Infections Diseases）、Metascape（metascape.org）等を用いて、GO解析（gene ontology、遺伝子の機能を推定する）を行った。その結果のひとつとして、特に膜に局在するGタンパク質によるシグナルが亜鉛を過剰投与したマウスの行動および脳海馬の代謝に関与していることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 安息香酸ナトリウムを含む特殊飼料によるマウスの継代飼育は、マウスの生殖能力が低下し、今後の飼育の継続は断念するが、既に得られているメタボロームおよびトランスクリプトーム解析の結果を熟考し、網羅的な解析を継続する。また、解析はまだであるが、高脂肪食を食餌として与えたマウスの脳の部位別の脂肪酸に特化したメタボローム測定は終了している。
Strategy for Future Research Activity	現在、世界的にオミクス解析のプラットフォームの充実度が進歩し、オミクスデータの蓄積はさらに新たな知見をもたらすことが予想される。生化学的、分子生物学的実験も意義があると思われるが、これらの貴重なオミクスデータの解析を進めることにさらなる意義があると思われる。今後トランスクリプトーム解析およびメタボローム解析の結果を統合した解析をすすめる。また、亜鉛の慢性的過剰投与に関しては詳細な結果と解析を得ることができたので、現在、論文作成中である。
Causes of Carryover	翌年度、論文投稿料として複数支払いが生じる可能性があり、繰り越した。