母体低栄養がエピジェネティックに大脳皮質構築に与える影響に関する研究

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09997
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 三橋 隆行 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (80338110)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 孝雄 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (80171495) ; 久保 健一郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (20348791) ; 芝田 晋介 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (70407089)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 小児神経学 / 神経発生 / 大脳皮質

Outline of Annual Research Achievements

高次脳機能の中枢である大脳皮質は、胎児側脳室周囲にある神経幹細胞より神経細胞やグリア細胞を産生することで形作られる。大脳皮質の機能不全は発達障害や精神疾患の原因となりうるが、ヒトに実施可能な検査（MRI・脳波等）では異常を検出できない症例が圧倒的に多い。さらに近年の報告から、単一遺伝子の機能異常のみでこれら疾患の発症理由を説明することは困難である点が明らかとなっている。つまり、複数の遺伝子異常の組み合わせや、胎内環境（栄養・感染等）の異常が病態発現に与える影響を解析する重要性が高まっている。我々の複数の先行研究の結果から、遺伝子異常や有害な環境因子・薬物の胎内曝露により神経幹細胞の細胞分裂動態に異常をきたし、大脳皮質構築異常を生じることが判明している。さらに、それらの病態の背景に特定の遺伝子配列に依存しないエピジェネティクス機構が関与している点が、中枢神経の発生異常をきたす種々の先天奇形症候群の原因遺伝子の解析などから強く示唆されている。そこで本研究では、母体・新生児両者の体重減少から日本での増加が懸念されている胎内低栄養状態が神経幹細胞の細胞分裂動態に及ぼす影響についてマウスで解析した。
具体的には、１）胎内低栄養状態に曝露された神経幹細胞が存在する胎児の大脳壁を解析対象とした電子顕微鏡での観察（アポトーシス、オートファジーの解析）・DNAチップを用いた遺伝子発現の解析、２）DNA合成期トレーサーを用いて胎生13日目の2時間の間に産生された幼若神経細胞を標識したうえでの大脳皮質内分布と数の解析、３）低栄養状態に曝露後出産させ、生後21日目の仔マウスの行動特性の解析（予備実験）を実施した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初予定していた計画と同等に進展しているため。

Strategy for Future Research Activity

低栄養に曝露された胎児発生についての基礎データを収集し、当初の計画通り行動解析を実施する。さらに低栄養に曝された神経幹細胞の遺伝子発現に関する分子生物学的な解析を次世代シーケンサーを活用しながら実施する計画。

Causes of Carryover

当初マウス食餌摂取量を自動計測可能なケージを購入する計画であったが、別の安価な市販の自動給餌器を応用して実験が可能であったことからケージ購入が不要となったため。今後は実験補助者の雇用にこれら費用を充当し研究の効率的な遂行に資する計画。