2016 Fiscal Year Research-status Report
松果体ホルモン・メラトニンの挙動を制御する分子機序
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16K14780
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
笠原 和起 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 副チームリーダー (50344031)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | メラトニン / N-アセチルセロトニン / 松果体 / 野生由来マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メラトニンは松果体において、セロトニン→N-アセチルセロトニン（NAS）→メラトニンという2段階の酵素反応によって夜間のみに合成されるホルモンである。しかし、実験用マウスのほとんどの系統ではメラトニンを合成することができなくなってしまった。このようなマウスを用いて、サーカディアンリズムや生殖腺、寿命などの研究が行われてきた。我々は、実験用マウス系統のゲノム上の遺伝子変異を見出し、メラトニンを合成できる野生マウス由来系統（MSM/Ms）と交配させてメラトニンを合成できる実験用マウス系統（C57BL/6）コンジェニックマウスを作製した。しかし、松果体で合成できるのに、血中濃度がMSM/Msほど高くならないことに気が付いた。血中濃度が低い分子基盤を明らかにするために、C57BL/6とMSM/Msを交配させたF2あるいはN2マウスのゲノム解析を行うことにした。
マウスを増やす間に、本年度はまず、松果体中・血漿中のメラトニンおよびNASの濃度を精密にかつ同時に測定するために液体クロマトグラフィー質量分析器（LC/MS/MS）による定量法を確立した。これまではELISA法を用いていたため、バラツキが大きく、またNASについては測定することもできなかった。メラトニン合成能を持つコンジェニックマウスを作製する過程で、NASまでは合成できるがメラトニンは合成できない「NASマウス」を作製できたため、定量法の開発が期待されていた。LC/MS/MSによるメラトニン・NASの同時定量によると、MSM/Msの松果体および血漿中には、メラトニンとほぼ同レベルのNASが含まれていることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究で用いるマウス系統MSM/Msは、野生由来系統であり、しばしばオス個体とメス個体の選り好みのために同一のケージに同居させても交配しないことがある。（おそらく）たまたま交配しないペアが頻発して、当研究室（当研究センター）で維持していたMSM/Ms系統を維持できなくなってしまった。そこで急いで、MSM/Ms系統マウスを国立遺伝学研究所、理化学研究所バイオリソースセンターから分与していただいた。再清浄化して、現在は順調に数が増え、C57BL/6と掛け合わせたF1マウスまで誕生した。
マウス個体については上述のような想定外の遅延があったが、その代わりにLC/MS/MSによるメラトニン・N-アセチルセロトニン（NAS）の定量法を確立できた。これまでのELISA法より前処理に時間はかかるものの、同時にメラトニンとNASを定量できるし、ELISA法では検出できなかったNASを定量できるという傑出した利点がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までの研究によって、当初の研究計画を遂行するための準備がすべて整った。MSM/MsとC57BL/6と掛け合わせたF2およびN2マウスも得て、LC/MS/MSによるメラトニン・NASの同時定量を行う。その結果をもとに、ゲノム解析を行う。研究計画では連鎖解析を行う予定であったが、マウスのexome解析も安価になったので、exome解析が可能かどうか考慮する。
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| Causes of Carryover |
野生マウス由来系統MSM/Msはオス個体とメス個体の選り好みのために交配が難しいケースがあり、維持していたMSM/Ms系統を維持できなくなってしまった。その後、急いでMSM/Ms系統マウスを分与してもらったが、解析に供するためのマウスを増やすのが遅くなってしまった（飼育数が予定よりも少なくなってしまった）。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
予定よりは遅くなったものの、研究計画に従ってマウスを増やす。飼育数が増えるので、次年度使用額を充てる。
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