2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study for the early prediction system for the neurobehavioral toxicity induced by chemical exposure during development
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19H01142
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
種村 健太郎 東北大学, 農学研究科, 教授 (20332322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨永 貴志 徳島文理大学, 神経科学研究所, 教授 (20344046)
平舘 裕希 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教(常勤) (20649157)
中島 欽一 九州大学, 医学研究院, 教授 (80302892)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 化学物質早期曝露 / 脳機能不全モデル / 行動異常 / 神経幹細胞動態 / 神経回路機能イメージング / 有機リン系農薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は４年計画で行う。研究開始２年目は、胎生期マウス（経胎盤暴露）から生後２週齢までのマウス（経乳暴露）にADIレベルの低用量の有機リン系農薬：アセフェートを飲水投与することにより脳機能不全モデルを作出し、１２－１３週齢時の雌雄マウスについてオープンフィールド試験、明暗往来試験、恐怖条件付け学習記憶試験を組み合わせたバッテリー式の行動解析を行った。その結果、雄マウスに記憶能の低下が認められた。一方で雌マウスでは不安関連行動の逸脱傾向が認められた。病気（脳梗塞による休職期間：３ヶ月）を経て、神経病理学的解析、主に神経突起タンパクの生化学的性状への影響に焦点を合わせた神経突起・シナプス動態解析を分担研究者の平舘裕希と協力して遂行した。さらに各種分化段階の神経幹細胞や各種のグリア細胞の分化マーカーを用いた神経幹細胞動態解析については分担研究者の中島欽一と協力して遂行中である。またマウス海馬スライスを用いての膜電位感受性色素（VSD）を利用した神経回路機能イメージング解析は、分担研究者の冨永貴志と協力して遂行中である。加えて、抗菌薬としてニューキノロン系抗菌薬：トスフロキサシントシル酸塩水和物(TFLX)、およびマクロライド系抗菌薬；クラリスロマイシン(CAM)を選択し、発達期投与として生後４週齢から６週齢に、また性成熟期投与として生後８週齢から１０週齢にそれぞれの抗菌薬（ニューキノロン系抗菌薬：トスフロキサシントシル酸塩水和物(TFLX)、およびマクロライド系抗菌薬；クラリスロマイシン(CAM)）の飲水投与を開始した。
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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
研究代表者の不測の病気により、一時的に研究の遂行が困難となったが（当初の計画では、令和2年10月までに、周産期農薬暴露による一般状態観察、周産期農薬暴露による成熟後の行動解析、周産期農薬暴露-成熟後の蛋白発現解析を行い、令和3年3月までに、周産期農薬暴露-成熟後の形態解析、周産期農薬暴露-成熟後の遺伝子発現解析を行う予定であった）、その遅れを取り戻すことが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
発生発達期の化学物質曝露影響解析については概ね計画通りに推進しており、今後は早期暴露によって時間を経て顕在化する行動異常を未然に防ぐための予兆を科学的に検出できるか、さらに環境エンリッチメント（マウス用ランニングホイール装置を飼育ケージ内に設置することを予定している）によって緩和できるか、についての検討を開始する。また、ドーモイ酸中毒によって誘発される記憶異常を実験的に中和し、記憶異常の顕在化を防ぐことができるか、についても、本研究の狙いである「化学物質曝露による悪影響を緩和または予防する」ことに合致していると考えられるので、併行して推し進める。また、細菌叢が腸管神経系を介して、脳と双方向的なネットワークを形成（脳腸相関）していることが報告されているため今後の予備実験として行動解析後のマウスの糞便を用いての検討を予定している。
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Research Products
(17 results)
