2017 Fiscal Year Research-status Report
妊娠初期の胎児において低酸素誘導因子HIF-1が制御する因子の検索
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16K10098
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| Research Institution | Fukushima Medical University |
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Principal Investigator |
桃井 伸緒 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (10285033)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
郷 勇人 福島県立医科大学, 医学部, 助教 (30443857)
青柳 良倫 福島県立医科大学, 医学部, 助手 (30509469)
金井 祐二 福島県立医科大学, 医学部, 研究員 (60448628)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 胎児 / 低酸素 / 心血行動態 / 低酸素誘導因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、妊娠初期の胎児が過度の低酸素に対して起こす反応を明らかにすることで、妊娠初期の母体・胎児管理の重要性を示すともに、妊娠初期の胎児低酸素バイオマーカーの開発に寄与することである。平成28年度は、胎児心筋に多く発現しているIkrチャネルの阻害薬であるフェニトインを母マウスに投与して胎仔を徐脈にし、母体に影響を与えず、胎仔が低酸素に陥る実験系の確立を目指した。胎仔および母獣の心血行動態は、小動物用超音波高感度イメージングシステムを用いて観察した。在胎日齢11.5日の母マウスに生理食塩水を投与したコントロール群と、フェニトイン50mg/kg、75mg/kg、100mg/kg 投与した4 群の比較において、投与後12 時間時点で、それぞれの群で0%、10％、18.5％、17.0％に胎仔心停止が見られ、心停止胎仔を除いた胎仔の心拍数も投与前との比較で、+20.2%、-10.9%、-32.%、-46.2%と用量依存性に低下していた。しかし、組織低酸素の定量評価目的に、リアルタイムPCR法を用い、低酸素遺伝子マーカーであるHIF-1α、エリスロポエチン、GLUT-1、VEGF、Pfkfb3、IGFBP1、Bnip3の発現定量評価を行ったが、コントロール群とフェニトイン投与群（24時間）において低酸素マーカーの遺伝子発現には有意差が認められず、胎仔が低酸素に至っていることを証明することはできなかった。このため、平成29年度は、薬剤投与から48時間後の胎仔血行動態を観察した。75mg/kg投与群では全胎仔の心停止を認めた一方、50mg/kg投与群では胎仔徐脈を認めなかった。このため、薬剤投与量を中間の60mg/kg投与群も加えて、増減しながら至適な投与量と組織低酸素評価時期の決定を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
フェニトインを母体マウスに投与することにより発生初期のマウスに起きる心血行動態を、in vivoで評価できたのは本研究が始めてである。フェニトインは母体血行動態に影響を与えず、胎児徐脈を引き起こすことを証明できたが、胎仔死亡に至らず、かつ胎仔組織に低酸素が生じたことを証明できる薬剤量、投与法、投与から観察時期までの決定に時間を要している。
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| Strategy for Future Research Activity |
胎仔が出生まで生存し、かつ、胎仔徐脈が48時間後まで観察されるフェニトイン投与量を決定する。投与量が決定できたら、投与48時間時点でのHIF-1、および誘導されるVegf、erythropoietin、Glut-1、Igfbp-1、Bnip3 について、胎仔・胎盤・子宮筋における発現を観察し、胎仔組織低酸素を証明する。この実験系が確立できたならば、両群に、非妊娠マウスにフェニトインを投与した群を加え、３群の母体血液中のmiRNA 発現を調べ、フェニトイン投与妊娠マウスに特異的に発現しているmiRNA を同定し、胎児低酸素と関連するバイオマーカーとしての可能性を探る。miRNAの検討については、同手法を米国で学んできた研究分担者が現在も別な研究で継続しており、実験系が確立できれば随時開始が可能な状況にある。胎児徐脈以外のフェニトインによる作用が実験の障害になる際は、Ikr チャネル遮断作用を有する抗不整脈薬を使用する。フェニトインによる胎児徐脈が証明できてもHIF-1等のマーカーの変化が証明できない場合は、これまで胎児HIF-1関連の実験で行われてきた母体自体を低酸素環境下におく実験系の追加を考慮する。
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| Causes of Carryover |
（理由）
現在、母体心血行動態に影響を与えず、徐脈から胎仔低酸素をきたす薬剤投与量と観察時期の決定を行っており、予算の多くを占めるWestern blot 法および定量RT-PCR 法に用いる薬剤、およびmicroRNA測定用の機材および薬剤購入が少ない状況にあるため。
（使用計画）
引き続き、マウスを用いて、母獣心血行動態に影響を与えず胎仔徐脈をきたす薬剤量の決定を行う。決定次第、HIF-1α VEGF、Igfbp-1などの組織低酸素測定に必要なELISAkit、および、microRNA測定に必要なRNA later、mirVana miRNA 抽出kit、TaqMan Low DensityArray rodent,Card等を購入予定である。
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