2017 Fiscal Year Research-status Report
脳・精神系調節因子としての食と栄養ー葉酸とフェルラ酸の作用解析ー
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17K00897
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
矢部 武士 摂南大学, 薬学部, 教授 (40239835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 良太 摂南大学, 薬学部, 助教 (90710682)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 葉酸 / うつ様行動 / DNAメチル化 / ヒストンメチル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの予備的検討から葉酸欠乏飼料で飼育したマウスでは、血清葉酸濃度が大きく減少すること、強制水泳試験において無動時間の増加といったうつ様行動を示すこと、海馬歯状回における神経新生減少することなどを見いだしてきている。葉酸は、DNAやヒストンがメチル化される際のメチル基転移反応において補酵素として機能することが知られている。今年度は、これまでの予備的検討により得られた結果の再現性を確認するとともに、葉酸欠乏による脳内エピジェネティクスの変化とうつ様行動との関連性について焦点を絞り検討を行った。その結果、葉酸欠乏によるうつ様行動の出現、神経新生の異常、海馬歯状回でのDNAメチル化の現象などにおいて再現性を確認できたとともに、神経新生の異常に「未熟ニューロンから成熟ニューロンへの成熟過程の阻害」が関与する可能性を示唆する結果ををin vivo, in vitroの両面から得ることが出来た。
マウス胎仔脳由来神経幹細胞を葉酸欠乏培地で7日間接着培養し、免疫染色法により細胞の分化・成熟を評価したところ、葉酸欠乏条件で分化した細胞では、Tuj1陽性神経細胞数が増加しており、神経細胞への分化が促進しているものと考えられた。しかしながら、MAP2陽性成熟神経細胞数は減少しており、葉酸欠乏マウスを用いたin vivoでの結果と同様の現象が観察された。葉酸欠乏条件で分化させた細胞ではDNAメチル化やヒストンH3K27トリメチル化といったメチル基修飾が減少していおり、このようなメチル基修飾の減少が神経成熟抑制を引き起こしているものと推測している。そこで、神経成熟抑制とメチル基修飾の関連性を明らかにするために、メチル基供与体であるS-アデノシルメチオニン（5 μM）を葉酸欠乏培地中に添加したところ、葉酸欠乏による成熟神経細胞数の減少は対照培地で培養した場合と同程度まで改善した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
葉酸関連の検討は、おおむね順調に進展している。また植物中のフェニルプロパノイドの1種であり米ぬかなどに多く含有されることが知られているフェルラ酸について、認知症の周辺症状に対する改善薬としての可能性について検討を開始した。その結果、隔離飼育マウスで観察される攻撃行動、新奇環境下での多動、新奇マウスと遭遇した際の多動などを改善すること見いだすことが出来た。5-HT2A受容体刺激薬DOIの投与により出現する首振り行動を、フェルラ酸が抑制したことから、セロトニン受容体を介したメカニズムを想定している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、葉酸欠乏によるメチル基修飾異常が神経成熟抑制を引き起こすメカニズムを明らかにするために、葉酸欠乏が神経細胞の分化・成熟に関わる遺伝子の発現に及ぼす影響を解析する。変動が見られた遺伝子に関してはプロモーター領域におけるDNAやヒストンのメチル化状態をクロマチン免疫沈降法により解析する。また、葉酸欠乏が生体内のストレス応答系であるHPA 系の機能に与える影響を評価するために、ストレス曝露やデキサメタゾン投与による血中グルココルチコイド濃度の変動をELISA 法により測定する。
またフェルラ酸の作用メカニズムを明らかとするために、セロトニン受容体を発現させたCHO.K1細胞を用いたルシフェラーゼアッセイによる評価系を構築し、セロトニン受容体作動薬としてのフェルラ酸の可能性を追求する。
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| Causes of Carryover |
免疫組織化学的解析に用いる抗体や細胞培養に用いる血清など高額の試薬について、前年度までに購入したものを利用したため請求額に比べ使用額が少なくなった。今年度は、これらの試薬の購入が必要となるため請求通りの使用額となることが見込まれる。
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[Presentation] Folate deficiency-induced depression-like behavior, DNA hypomethylation and abnormal neuronal maturation in mice.2017
Author(s)
Shoji Nishida, Yuko Takenaka, Ikuyo Harada, Ryo Takemura, Sota Asari, Shin Tachibana, Misato Tsuboi, Yoshitaka Nakamura, Ryota Araki, Takeshi Yabe
Organizer
第60回 日本神経化学会大会
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