2018 Fiscal Year Research-status Report
微量元素の組み合わせ過剰摂取と高脂肪食が老人性神経障害に及ぼす影響
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17K00939
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| Research Institution | Doshisha Women's College of Liberal Arts |
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Principal Investigator |
吉田 香 同志社女子大学, 生活科学部, 教授 (10336787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
魏 民 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (70336783)
北村 真理 武庫川女子大学, 生活環境学部, 准教授 (40369666)
寺本 勲 (木俣勲) 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 研究員 (20153174)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 微量元素 / 動物行動試験 / 過剰摂取 / 学習・記憶障害 / 老化 / 老人性脳神経障害 / モニタリング / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究で、加齢マウスへのZnの長期間投与が記憶能に与える影響を、0、200、500ppm Zn溶液の30週間飲水投与により調べた結果、受動回避試験（PA）と新奇物質探索試験（ORT）で用量依存的に記憶能が低下することが示された。また、200ppm Znを200ppm Mn及び100ppm Cuと組合せ投与し、同様に試験した結果、Zn単独で見られたORTによる記憶能の低下がMnとの組合せ投与では認められず、Cuとの組合せ投与では、Zn単独と同程度の記憶能の低下しか示さなかった。今年度、この組合せ投与試験後のマウスの海馬よりRNAを抽出し、マイクロアレイ解析により投与群間の比較を行った。その結果、対照群に比べ、Zn投与群ではドーパミンD2受容体（Drd2)遺伝子の発現が上昇していたが、ZnとMn、Cuとの組合せ投与では対照群及びZn投与群と比べてDrd2遺伝子の発現の低下が認められた。次に、ZnとFeについて調べるため、加齢マウスに200ppm Zn、100ppm Fe及び200ppm Znと100ppm Feの組合せ投与をし、30週間投与後にORTとPAを行った。しかし、Fe投与量が低かったためかFe投与群、ZnとFe組合せ投与群で記憶能の低下が認められなかった。このため、現在、投与量を増やして実験中である。投与期間終了後、行動試験、マイクロアレイ解析等を行う予定である。
ヒトにおける微量元素摂取量のモニタリング指標の開発では、腸管からの微量元素の吸収率を抑制するとされているフィチン酸、食物繊維、リン、促進するとされている酢がヒトのZn、Mg、Caの尿中排泄率に与える影響を調べた。その結果、フィチン酸、食物繊維、リンは尿中排泄率を減少させることが明らかになり、モニタリング指標としての尿中排泄量の有効性が確認できた。一方、酢については促進効果は認められなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
微量元素の組合せ投与による影響を調べるため、先行研究で加齢マウスへの長期間投与が学習・記憶能障害を起こすことが明らかになったZnを中心にMn、Cu、Feとの組合せ投与が学習・記憶能に与える影響を調べている。昨年度行ったZnとMn、Zn とCuの組合せ投与に続き、ZnとFeについても単独及び組合せ投与が老人性神経障害に与える影響を調べるため、加齢マウスを200ppm Zn投与群、100ppm Fe投与群、200ppm Znと100ppm Fe組合せ投与群、対照群に分け、それぞれの群に30週間飲水投与した後、新奇物質探索試験（ORT）と受動回避試験（PA）を行い、学習・記憶能を調べた。その結果、Feの投与量が少なかったためか、ORTとPA においてFe及びZnとFeの組合せ投与群の学習・記憶能が対象群と変わらなかった。このため、現在、Feの投与濃度を増やして再試験を行っており、次に行う予定であった高脂肪食下での加齢マウスへの組合せ投与試験のスタートが遅れている。また、ZnとFeの組合せ投与終了後に行う予定であったマウス海馬のマイクロアレイ解析についても、行動試験で差が出なかったため今年度は中止し、投与量を増やして現在行っている試験終了後に行うこととした。
ヒト微量元素摂取量のモニタリング指標の開発では、摂取量と1日尿中排泄量に相関が認められたZnとMg及び尿中排泄率が高いCaについて、ミネラルの腸管吸収を促進するとされている物質(フィチン酸、食物繊維、リン)及び阻害するとされている物質(酢)が尿中排泄率に与える影響を調べ、モニタリング指標としての尿中排泄量の有効性を検証した。その結果、フィチン酸、食物繊維、リンは尿中排泄率を減少させることが明らかになり、消化吸収率を加味したモニタリング指標としての尿中排泄量が有効である可能性が示されており、順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在再試験中であるZnとFeの組合せ長期間投与が加齢マウスの認知機能低下に与える影響を調べる実験では、投与期間終了後、新奇物質探索試験及び受動回避試験を行う予定である。行動試験終了後、脳組織について、HE染色および免疫組織化学染色によりタウ蛋白質のリン酸化、アミロイドβ蛋白(Aβ)の凝集等の脳神経の変性及びミクログリア等を調べる。さらに、海馬よりRNAを抽出し、マイクロアレイにより海馬における遺伝子発現に投与群間で差があるかを調べる。
脳内に存在するメタロチオネイン(MT)、Aβ等のタンパク質が金属と結びついている量を測定することは脳内金属代謝を知る上で重要である。脳内の金属と結びついたタンパク質の測定方法の開発を前年度の引き続き行う。
Znとの組合せ投与により最も影響が認められた微量元素について、その組合せ投与に高脂肪食が与える影響を調べるため、加齢マウスを高脂肪食群と普通食群に分け、微量元素の組合せ投与を30週間行い、学習・記憶能に与える影響を調べる。
ヒト微量元素摂取量のモニタリング調査の開発では、摂取食品群による尿中排泄量の影響をさらに細かく調べ、１日尿中排泄量のモニタリング指標として有効性を明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
ZnとFeの組合せ投与試験終了後に行う予定であった高脂肪食下での加齢マウスの組合せ投与試験が半年遅れとなったため、高脂肪食(Quick Fat)を今年度は購入する必要がなかった。また、ZnとFe組合せ投与試験終了後のマウスの海馬よりRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を依頼分析する予定であったが、昨年度から今年度にかけて行っていた投与量では投与群間で行動試験の結果に差が出なかったため、今年度はマイクロアレイ解析を行なわなかった。そのため、マイクロアレイの受託研究費が未使用となった。次年度は、未使用分を高脂肪食(Quick Fat)費とマイクロアレイ受託分析費に使用する予定である。
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