2020 Fiscal Year Research-status Report

精神疾患の病態進行を抑制する食品因子の探索とその作用機序解明

Research Project

Project/Area Number	17K00851
Research Institution	Shubun University
Principal Investigator	伊藤友子 (大矢友子) 修文大学, 健康栄養学部, 准教授 (80329648)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords	精神疾患 / グリセルアルデヒド-３-リン酸脱水素酵素 / カルボニル化合物
Outline of Annual Research Achievements	精神疾患の発症には遺伝要因と環境要因が複雑に関与することから発症予防は極めて困難であり、早期介入・進展予防が不可欠である。にもかかわらず、精神疾患の病態を顕著に示すバイオマーカーは未だ発見されていないのが現状である。その理由として、精神疾患は脳の病態と考えられているが、被験者の脳組織を採取することは不可能なことが挙げられる。そこで、患者の末梢血由来リンパ芽球様細胞株を利用し、病態を示すマーカーと成り得るタンパク質の翻訳後修飾の解析を行っている。プロテオミクス解析を行った結果、健常者に比してグリセルアルデヒド-3-リン酸脱水素酵素（GAPDH）の発現量が増加傾向を示すことを見いだした。GAPDHは解糖系の主要酵素の一つである一方で、酸化ストレスなどに由来するカルボニル化合物を代謝する。これまでに神経系の培養細胞を利用して、過剰なカルボニル化合物が存在するとGAPDHは修飾を受け、解糖系酵素としての活性を失い、核へ移行しアポトーシスの制御を担うことを明らかとした。今年度は引き続き、統合失調症および健常者数名の末梢血由来リンパ芽球様細胞株を用いて、GAPDHの解糖系酵素としての活性であるデヒドロゲナーゼ活性を測定した。GAPDHタンパク質発現量は統合失調症患者で健常者と比較して増加傾向が認められたが、GAPDHのデヒドロゲナーゼ活性は統合失調症患者で健常者と比較して低下傾向が認められた。これらの結果より、統合失調症患者においてGAPDHは解糖系酵素としての活性を一部失っていることが予想された。また、健常者ではデヒドロゲナーゼ活性は検体間のばらつきは殆どなく一定であったのに対し、統合失調症患者では検体間（患者間）で大きなばらつきが認められた。今後、更に検体数を増やし病態とデヒドロゲナーゼ活性の関連を検討する予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 迅速に定量できる評価系を確立し、実際に小規模であるが臨床検体で有効性と妥当性の確認が取れたことで大きく前進した。活性低下の機序解明を同時に進めており、病態を示すバイオマーカーとなり得る可能性が高まった。
Strategy for Future Research Activity	これまでに確立した手法を利用して、末梢血由来リンパ芽球様細胞株におけるGAPDHの酵素活性とタンパク質発現量について、検体数を拡大し健常者群と疾患群で比較検討を行う。さらに、GAPDHの酵素活性、特にデヒドロゲナーゼ活性の変動と病態の関連について臨床情報を基に詳細な解析を行う。また、末梢血由来リンパ芽球様細胞株の可溶性タンパク質において、カルボニル化合物による選択的な修飾を受けている可能性が考えられたため、既に確立している翻訳後修飾タンパク質のプロテオミクス解析手法を応用し、末梢血由来リンパ芽球様細胞株におけるGAPDHの修飾の程度や修飾部位について詳細な解析を行う。さらに、デヒドロゲナーゼ活性の低下機序について引き続き解明を行う。
Causes of Carryover	コロナ禍により実験を一時中断したため。また、酵素活性測定について測定条件を工夫しさらに多検体測定を同時に行うことで、それらにかかる消耗品費を抑えることができたため。次年度使用研究費の多くは、種々の生化学試薬、分子生物学的試薬、抗体、ELISA測定に使用するプラスチック類器具（96穴プレートを含む）等の消耗品費が占める。