2017 Fiscal Year Research-status Report
加齢に伴う睡眠相の断片化に関わる神経回路網と分子メカニズムの同定
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16K07444
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
松本 顕 順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (40229539)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 太一 九州大学, 基幹教育院, 助教 (20769765)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / 睡眠相断片化 / 加齢 / 概日リズム / 行動計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加齢による睡眠相断片化を遺伝子発現の変化から解析することをめざし、初年度には1週齢と10週齢のショウジョウバエ成虫の脳を解剖し、これらをサンプルとしたRNAseqを実施していた。本年度はこのデータのバイオインフォマティックス解析を行った。当初は自身でプログラム作成などを行って解析予定であったが、技術的な困難が生じたので計画を一部変更し、部分的に作業の業者委託を行った。また、概日リズムとの関連性まで含めたバイオインフォマティックス解析は、海外の専門家との共同研究体制をとることとし、現在も解析中である。
これらを通して、加齢によって発現量に変化を生じる遺伝子群を網羅的に同定できた。候補遺伝子群は、遺伝子発現量の概日リズムの振幅に加齢の影響のあるもの、概日リズムは示さないものの発現量に加齢の影響のあるものに二分された。非常に顕著であったのは、あるホルモンの運搬や作用に影響する遺伝子群への加齢の影響であった。これらの中には、すでに概日リズム形成への関与が指摘されているものも複数あった。また、ホルモン関連遺伝子群以外にも、加齢変化のみられた個別の遺伝子は多数見つかった。イオンチャネル、脂質代謝酵素、クロマチン構造の維持に関与するもの、転写因子などである。この中から、特に睡眠相の断片化に影響を与えそうなものを優先候補としてピックアップし、RNAiを用いた2種類の行動スクリーニングを実施した。従来型の赤外線遮断による長期間の概日リズム計測と、本研究の初年度に計測方法を確立した、1秒ごとの画像計測による詳細な行動計測である。いずれの行動スクリーニングでも1週齢の成虫を検体として用いた。その結果、優先候補遺伝子のいくつかに関して、概日リズムの消失や睡眠相の断片化の変化が認められた。
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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
初年度に実施したRNAseqのデータ解析を行い、加齢による影響を受ける遺伝子群を網羅的に同定できた。これらの一部に対してRNAiを用いた2種類の行動スクリーニングを行い、概日リズムの形成および睡眠相断片化に関わる遺伝子候補を網羅的に同定できた。計画は順調に進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の当初の計画に従えば、これまでに得られた複数の遺伝子候補に関する発現組織の特異性の同定が次の課題とされる。しかしながら、得られている遺伝子候補はハウスキーピング的に全身で発現している、または、ホルモンなどと連携して作用部位が全身の広範な範囲にわたることが予想されるものであった。このため、当初はin situ hybridizationや抗体作製などを通して詳細な組織同定を行う予定であったが、このステップには過度の力点をおかず、Gal4-UASシステムを用いての簡便な発現組織同定にとどめる予定である。一方で、候補遺伝子がどのように概日リズム形成や睡眠相断片化に影響しているかの機能解析は非常に重要である。すでに、候補遺伝子との相互作用が予想される遺伝子群をバイオインフォマティックス解析から見出しているので、遺伝子間相互作用の解析と、それら関連遺伝子も含めての候補遺伝子の機能解析を主に行動変化を指標に行う予定である。さらに、加齢に伴う遺伝子発現変化、また、強制発現や遺伝子ノックダウンによる影響を短周期リズムの発現頻度の変化に焦点をあてて解析する。これらを通して、加齢と睡眠相断片化の関係性を解明する。これらのためには、現在は視察法に頼っている睡眠相断片化の定量化と統計比較方法の確立がまず必要である。解析プログラムを現在自作中であるが、一部を業者委託することで作業期間を短縮する可能性も考慮中である。
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| Causes of Carryover |
物品費や業者委託費などについて、申請、見積は千円単位で行っていたので実際の支出との差額が生じたため。
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Research Products
(2 results)
