海馬Wnt signal pathwayの変調と鼻呼吸障害改善の生物学的意義

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K17244
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 沖原 秀政 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 医員 (80754960)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 鼻呼吸障害 / Wnt signal pathway / Wnt 3a / DKK-1

Outline of Annual Research Achievements

近年、鼻呼吸障害を患う成長期の児童は学力の低下が認められるといった、呼吸機能障害と記憶・学習機能を司る海馬との関連性についての報告が見受けられる。記憶・学習機能を司る海馬の発達には神経栄養因子であるBDNFとその受容体であるTrkB receptorの結合が必要である。成長期における、鼻呼吸障害モデルのマウスを用いた我々の研究においては、行動学的に記憶・学習機能の低下が認められ、また、western blot法を用いた生化学的解析において、BDNFの発現増加、Trk Bおよびphospho-ERK1/2の発現低下が認められ。さらに、組織学的解析により、海馬CA1・CA3領域における神経細胞数の減少が明らかとなった。しかし、鼻呼吸障害がBDNF/TrkB signalingの減弱を誘発したメカニズムに関しては、いまだ明らかとなっていない。
近年、Wnt signal pathwayと記憶・学習機能低下を主症状とするアルツハイマー病との関連性が明らかとなりつつある。Wnt signal pathwayとは、神経保護・神経分化・シナプス形成に関連する経路で、神経組織形成において重要な役割を担う。Wnt familyの一種であるWnt 3aの発現増加に伴い、BDNFの発現が増加することが判明している。また、Wnt 3aのアンタゴニストであるDKK-1の発現増加により、海馬組織のシナプス数が減少し、記憶・学習機能が低下するという報告がある。さらに、運動制限されたマウスは、対照群と比較して、DKK-1の発現量が増加し、記憶・学習機能が低下するとの報告がある。BDNF/TrkB signalingの減弱を誘発する分子学的メカニズムを検討することは、今後推進すべき重要な研究分野と考えられる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

鼻呼吸障害マウスの飼育の1クール目が終わり、行動学的な記憶・学習機能の評価、western blottingによるWnt 3a、DKK-1のタンパク発現の評価が進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

今後の実験のおいて、realtime PCRによるmRNAの評価、染色による組織学的評価を行っていくことで、鼻呼吸障害が記憶学習機能障害に与える影響を分子生物学的に評価する方針となっている。

Causes of Carryover

次年度に研究を行う組織染色、real time PCR法に使用する機材を本年度購入しなかった。そのため、次年度以降に購入することとなった。