2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K19884
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
倉永 英里奈 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90376591)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 神経変性 / 栄養因子 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、摂取栄養素やその代謝産物をコントロールすることで、細胞内タンパク質分解の活性化を介して、神経変性疾患の発症・病態進行を抑制できる機構を探索することを目的とする。神経変性モデルショウジョウバエを利用して、神経変性を抑制する因子や摂取栄養素とその代謝産物を同定し、それらの介在する神経変性発症・進行メカニズムの解明と予防戦略の提示を目指す。本計画の実施にあたり、適切な神経変性疾患モデル生物が必要となる。代表者はこれまでに、神経変性疾患を軽減する遺伝子をスクリーニングにより探索し、ユビキチン・プロテアソーム系を活性化するRpn11を同定した。Rpn11により軽減される神経変性疾患モデルとして、ポリグルタミン病（MJD病）モデルや筋萎縮性側索硬化症（ALS）モデルなどを確認している。ごく最近線虫において、哺乳類にも保存されている転写因子のFoxOがプロテアソーム活性を上昇させ、異常タンパク質凝集体の蓄積や神経変性の亢進を抑制することが示された。そこで今年度は、まず、栄養因子スクリーニングの指標とするポジティブコントロールとして、FoxOやインスリンシグナル経路を人工的に操作し、それにより神経変性表現型を改良する表現型の探索を行った。MJD病およびALS病モデルショウジョウバエにdFoxOの過剰発現系統を掛け合わせ、その表現型を観察したところ、ALSモデル系統はdFoxOにより寿命が延長されることが判明した。この結果より、神経変性疾患系統における寿命を指標に、栄養因子のスクリーニングを行うことを計画している。まず、エサの組成を各種設定し、表現型を観察した。その結果、酵母（主にアミノ酸）を多く含むエサを与えた場合に、ALSモデル系統は致死性を示すことが判明した。来年度も引き続き、神経変性を正に負にコントロールする栄養因子についての探索を行っていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
神経変性発症を遅延・抑制できるような栄養因子のスクリーニングには、その効果を反映する指標および変性モデル系の選択が重要であったが、本年度はその指標として寿命を、および変性モデル系としてALS病の選択を完了した。MJD病はALS病モデルに比べてdFoxOの効果が観られなかったが、運動機能や神経の変性など、寿命以外の指標に関与する可能性もあるため、引き続き検討を行っていく。本年度に得られたエサの組成を各種設定した実験から、また他の栄養素のスクリーニングを、来年度引き続き行っていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
dFoxOによる神経変性抑制効果は、予想していたレベルには到達していなかったため、dFoxOによるプロテアソーム活性の上昇が、ショウジョウバエの系では機能しない可能性が示唆されている。インスリンシグナル経路や他の転写活性化因子など、プロテアソーム活性化を誘導する因子のスクリーニングが急務であり、来年度、行っていく予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度は、従来代表者が保持していたショウジョウバエ系統を用いて、その表現型を探索する計画が主だったものであったため、新規の試薬やショウジョウバエ系統の購入が無かった。加えて、エサの組成を改変して栄養因子の探索を行うという新規の実験は行ったが、通常作製しているエサを流用するため、これまでの研究で用いていた試料の流用が可能であった。しかしながら、来年度は、今年度同定されたエサの組成から、栄養素としてアミノ酸を同定する研究計画の実行が必要なため、新規の試薬を購入する必要がある。栄養因子の同定には、トランスクリプトーム解析やプロテオーム解析を行う必要があり、解析費用、人件費、外部委託費が必要となってくる。また、dFoxOのプロテアソーム活性化効果が微小であったため、転写因子系統を新規に購入して、スクリーニングを行う計画であり、人件費を要する。以上の理由から、基金の次年度使用額が生じた。
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