2018 Fiscal Year Annual Research Report
Epigenetic modulation by chemical substances on thyroid hormone-mediated brain development.
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18H03379
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
鯉淵 典之 群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (80234681)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹下 章 (財)冲中記念成人病研究所, その他部局等, 研究員 (20322646)
はい島 旭 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70555672)
武田 茂樹 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80282854)
下川 哲昭 高崎健康福祉大学, 健康福祉学部, 教授 (90235680)
宮崎 航 群馬大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90512278)
細井 延武 群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (90543570)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 甲状腺ホルモン / 内分泌かく乱 / 遺伝子発現 / 脳発達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，甲状腺ホルモン受容体（TR）による遺伝子発現への化学物質の毒性発現機構を詳細に解析することである。当初，水酸化PCBをモデルとして実験を行う予定であったが，学内での使用が難しいため，大豆イソフラボンとガドリニウムを用いて研究を進めることとした。以下のような進捗があった。
a. THによるマウス小脳発達へのOH-PCB曝露の影響を行動解析およびパッチクランプ法により解析では，小脳プルキンエ細胞のパッチクランプ 法を確立した。そして，TR作用を抑制すると長期抑制が低下することがわかった。また，妊娠マウスにガドリニム造影剤を投与し，産まれた仔の行動解析を行い，短期記憶や小脳機能が低下することを明らかにした。
b. クロマチン免疫沈降シーケンス(ChIP-seq)により発達期小脳のTH応答遺伝子同定とOH-PCBによるTH応答遺伝子の応答性変化を解析，の予定であったが，予算の都合からマイクロアレイに変更し，甲状腺機能を種々に変化させてスクリーニングを行い，候補遺伝子の絞り込みを行った。
c.マウスの脳，肝臓，心臓を用いて，バイサルファイトシーケンシングを行い，組織特定的に低メチル化となっている遺伝子を同定した。
d. in silicoドッキング解析で大豆ポリフェノール（イソフラボン：ゲニステインとダイゼイン）ととTRの結合部位を推測し，論文発表した。並行してTRタンパクの精製を続けている。e. 化学物質による細胞膜を介するTH作用修飾とTR機能への影響を解析を続けている。
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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
本研究の目的は，甲状腺ホルモン受容体（TR）による遺伝子発現への化学物質の毒性発現機構を詳細に解析することである。当初水酸化PCBをモデルとして実験を行う予定であったが，学内での使用が難しいため，大豆イソフラボンとガドリニウムを用いて研究を進めることとした。以下のような進捗があった。
a. THによるマウス小脳発達へのOH-PCB曝露の影響を行動解析およびパッチクランプ法により解析では小脳プルキンエ細胞のパッチクランプ 方が確立し，甲状腺機能低下により長期抑制が変化することがわかった。b. クロマチン免疫沈降シーケンス(ChIP-seq)により発達期小脳のTH応答遺伝子同定とOH-PCBによるTH応答遺伝子の応答性変化を解析。では予算の都合からマイクロアレイを一回行い，候補遺伝子の絞り込みを行った。c. エタノール，c.脳，肝臓，心筋を用いて，組織特定的に低メチル化となっている遺伝子をがバイサルファイトシーケンシングで同定した。d. in silicoドッキング解析で化学物質とTRの結合部位を推測し，論文発表した。並行してTRタンパクの精製を続けている。e. 化学物質による細胞膜を介するTH作用修飾とTR機能への影響を解析を続けている。
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| Strategy for Future Research Activity |
a. THによるマウス小脳発達への環境化学曝露の影響を行動解析およびパッチクランプ法により解析する。特に長期抑制の発生に及ぼす影響について調べる。マウスは抗甲状腺剤を用いて甲状腺機能を操作し，甲状腺機能低下状態を作出する。そして甲状腺ホルモンや環境化学物質曝露の影響を調べる。
b. cDNAマイクロアレイにより発達期小脳のTH応答遺伝子同定と環境化学物質によるTH応答遺伝子の応答性変化を解析する。発現が変化した遺伝子について，クロマチン免疫沈降法によりヒストン修飾の変化について調べる。
c. 上記マウスモデルを用い、マウス小脳からDNAを抽出し，同定した標的遺伝子のバイサルファイトシーケンシングを行い、標的DNAのメチル化の変化を解析する。
d. in silicoドッキング解析で化学物質とTRの結合部位と結合エネルギーを推測する。並行して精製TRタンパク質を用いて化学物質との結合による立体構造変化を解析する。
e. 化学物質による細胞膜を介するTH作用修飾とTR機能への影響を解析する。特にTHの細胞膜受容体と考えられているインテグリンαvβ3とTRとのシグナル伝達のクロストーク，およびエストロゲンの膜受容体であるGPERとTRとのクロストークについて解析する。
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