Elucidation of endogenous factors and signal pathways involved in changes in lipid metabolism due to excessive phosphorus intake

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H01605
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 中井 雄治 弘前大学, 地域戦略研究所, 教授 (10321788)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 晋治 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任准教授 (50376563) ; 永長 一茂 弘前大学, 地域戦略研究所, 准教授 (70401891) ; 前多 隼人 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (80507731)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 高リン食 / DNAマイクロアレイ / 脂質代謝 / リン恒常性

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、高リン刺激が生体の脂質代謝に影響を及ぼす機構を解明することを目的として、高リン食投与ラットモデルを用いて主要な臓器における遺伝子発現の変化をDNAマイクロアレイで明らかにする。初年度は、単回投与（すなわち、生体が初めて高リン刺激に暴露された際）での遺伝子発現解析を行うべく、実験を行った。3週齢、♂のWistarラットを、1週間AIN-93G食（通常食）で馴化後、1日のうち9時から17時までの8時間のみ飼料を与える制限給餌を通常食で1週間行った。飼育期間最後の1日は2群に分け（n=5）、そのまま9時から17時まで通常食を与える通常食群、通常食の4倍のリン含有飼料を与える高リン食群を設定した。その後17時から解剖を行い、イソフルラン吸入麻酔下で頸動脈より放血、安楽死させた。血液、肝臓、白色脂肪組織、腎臓を採取し、血液からは血清を分離、肝臓の一部はRNAlaterに浸漬し、肝臓の残りと白色脂肪組織、腎臓は液体窒素にて新鮮凍結し、その後-80℃で保存した。RNAlaterにて保存した肝臓サンプルからRNAを抽出、DNAマイクロアレイ用サンプルの調製を行った。コロナウィルスの流行のため、研究者の移動が制限されており、初年度はここで保留となっている。今後移動制限が解除され次第、まず肝臓のDNAマイクロアレイデータを取得し、白色脂肪組織、腎臓と順次DNAマイクロアレイ解析を行っていく。各臓器において、高リン食単回投与で発現変動する遺伝子が得られたら、それら遺伝子の発現変動を引き起こす上流のシグナルを推定する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究代表者の個人的な事情（父の容態悪化）と弘前大学学内での動物実験教育訓練講習日が重なったため、教育訓練を受講することができなかった。そのため、動物実験を予定通り行うことができず、動物実験の開始が大幅に遅れたことに加え、コロナウィルスの流行によってDNAマイクロアレイデータの年度内取得ができなくなったため。

Strategy for Future Research Activity

コロナウィルスによる移動制限が緩和され次第、東京大学農学生命科学研究科に納品されているGeneChipを用いて、まずはすでにサンプル調製ができている高リン食単回投与ラット肝臓のDNAマイクロアレイ解析を行う。それまでの間は、凍結保存してある白色脂肪組織・腎臓からのRNA抽出およびDNAマイクロアレイサンプル調製を行う。また、並行してレポータージーンアッセイに向けての培養細胞実験系の準備を進める。コロナウィルスによる社会状況が好転したら、肝臓以外の臓器についても順次DNAマイクロアレイ解析を行う予定である。各臓器において、高リン食単回投与で発現変動する遺伝子が得られたら、それら遺伝子の発現変動を引き起こす上流のシグナルを推定する。
推定された上流のシグナル分子について、培養細胞を用いたレポータージーンアッセイを行い、高リン刺激によって実際に推定された応答が起こるか否かについて検証を行う。