2020 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)
配島 旭 早稲田大学, 人間科学学術院, 講師(任期付) (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 弘前大学, 保健学研究科, 教授 (90512278)
細井 延武 群馬大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90543570)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 内分泌かく乱 / 甲状腺ホルモン / エストロゲン / 核内受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
a. マウス海馬及び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した。そして授乳期のPFOS曝露により海馬の機能的発達を阻害すること及び小脳プルキンエ細胞において長期抑制が低下することがわかった。
b. いくつかの化学物質を妊娠マウスに投与し，胎児小脳からDNAを抽出すると共に，母体血中のcell free DNAを抽出し，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し，小脳組織のDNAの一部が化学物質により血中に放出され，胎盤を経て母体血より検出されていることを確認した。
c. in silicoドッキング解析で化学物質と種々の受容体の結合部位と結合エネルギーを推測した。特にイソフラボン類とPFOSに焦点をあて，解析した。解析は甲状腺ホルモン受容体（TR）に加え，エストロゲン核内受容体（ER），Gタンパク共役型エストロゲン受容体（GPER）やインテグリンαvβ3についても行った。そして，従来ERと結合して機能していると言われていたイソフラボン類がGPERとも結合する可能性を示すことができた。
d. 遺伝子改編カイコを用いたTRタンパク質の精製に成功し，立体構造が保たれていることを機能的に証明し，論文を発表した。
e. 化学物質による神経細胞の細胞膜を介する受容体作用と核内受容体作用とのクロストーク機能への影響を解析した。当初，TRを介するクロストークについて解析してきたが，TRよりもむしろERやGPERのクロストークの関与が強いことがわかったため，イソフラボンやガドリニウムによるGPERとERとのクロストークについて，培養神経細胞やアストロサイトを用いて解析した。細胞増殖や細胞移動を指標として，解析し，イソフラボンやガドリニウム作用の細胞内シグナル伝達経路を明らかにした。
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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
マイクロアレイを用いた解析については，研究経費が当初予定していたより高額になることがわかったため，途中で研究を中止した。これがマイナスポイントではあるが，cell free DNAを用いたバイサルファイトシーケンシングではDNAのメチル化を指標とした毒性評価に関して，一定の成果が得られたたため，網羅的解析についておおむね順調とする。
それ以外の機能的解析やin silico解析では，当初の予想とは異なるものの，化学物質のシグナル伝達経路についての解明が予想以上に進捗し，それなりの数の論文が作成できたため，当初の計画以上に進展したと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
a. 引き続きマウス小脳をモデルとして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。単一細胞からmRNAを抽出し，single cell RNAシーケンシングやプロテオミクス解析を行い，細胞機能と遺伝子発現との関連を調べる。
b. Cell free DNAを用いたバイサルファイトシーケンシングによる標的DNAのメチル化に関する研究は，追加実験を早期に終了させ，論文をまとめる。
c. in silicoドッキング解析による化学物質と核や膜受容体との結合解析は下記dの機能的解析と併せ，論文としてまとめる。
d. インテグリンαvβ3とTRとのクロストークについてはまだ研究成果がまとまっておらず，本年度も継続的に解析を続ける。ERとGPERとのクロストークについては昨年から引き続き研究を続け，論文として発表する。
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