2019 Fiscal Year Research-status Report
視床下部特異的SIRT1を指標とした脳・口腔相関の解明
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19K10256
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| Research Institution | National Center for Geriatrics and Gerontology |
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Principal Investigator |
山田 匡恵 (古川匡恵) 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 口腔疾患研究部, 研究員 (90439456)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 亜希子 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 中枢性老化・睡眠制御研究プロジェクトチーム, プロジェクトリーダー (80800979)
松下 健二 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 口腔疾患研究部, 部長 (90253898)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 咀嚼 / オーラルフレイル / SIRT1 / 視床下部 / 老化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、歯の喪失による視床下部への影響について同一の飼育環境で生育した若齢および老齢マウスの抜歯群と非抜歯群の視床下部を中心とした、歯の喪失とSIRT1との因果関係を明らかにすることを、免疫組織化学的および分子生物学的に解析することを目的にしている。令和元年度は、老齢および若齢マウスの抜歯群、非抜歯群の視床下部を採取し、回収した視床下部よりSIRT1mRNAの発現を確認することを目的としていた。本年の助成金は、主にマウスの購入、維持費、飼育費、実験器具やPCRに必要な試薬などに使用した。
今年度は初年度として、大きく2つの進歩が見られた。
1.マウスの上顎第一臼歯抜歯後に生存を確認し、飼育し、視床下部を回収してmRNA発現を検討した。
現在までに、マウスの臼歯を抜歯して飼育した報告はいくつかあるが、若齢マウスと中年期(８から１２ヶ月齢)、または早老症マウス（SAMP系統）マウスを抜歯し、比較検討した報告が多い。マウスでも老化すると抜歯後の侵襲が大きく、死亡するケースが多く見られるが、本研究では18月齢マウス（人間でいうところの約70歳）の上顎臼歯の抜歯を実施し、その後の飼育が可能であった。飼育期間を当初の予定より延長したため、解析して学会・論文発表には至らなかったが、大きな研究進歩だと実感している。
2.抜歯により、マウスの視床下部Sirt1発現が低下することを確認した。
歯牙喪失マウスの視床下部におけるSIRT1発現はいまだに解明されていない。研究成果１年目ではあるものの、抜歯後長期にわたって飼育し、視床下部におけるSIRT1発現を老齢、若齢マウスともに検討したのは大きな一歩である。
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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
初年度は、若齢および老齢マウスをコントロール群、抜歯群に分け、上顎第一臼歯の抜歯を行った後、１ヶ月飼育し、視床下部等を採取して検討する予定であった。
研究分担者の松下博士、佐藤博士とdiscussionを重ねたところ、抜歯後1ヶ月では、抜歯後の侵襲や創傷治癒の影響が多少なりともあるため、正確に歯の喪失、咀嚼障害という口腔内を表現するために研究方針を変更した。そこで、若齢マウスでは抜歯1,3,6ヶ月後、老齢マウスでは寿命も考慮し、抜歯1,3ヶ月後という長期間に渡って検討することとした。
体重変化については、若齢抜歯(YE)群は抜歯後に一時的な体重減少があるもののその後は緩やかに増加し、６ヶ月の飼育中は若齢コントロール(YC)群と同様に増加した。老齢では、抜歯後の体重減少は見られなかったほか、3ヶ月間の飼育中に老齢抜歯(AE)群も老齢コントロール(AC)群も体重の変化は見られなかった。
視床下部における各種遺伝子の検討では老齢も若齢も抜歯群でSIRT1の顕著な低下が観察された他、老化マーカーであるp16が老齢マウスの抜歯後、経時的に増加していた。脳の老化に伴い増加していることが報告されているGFAPは老齢マウスでのみ、抜歯後、経時的に増加していた。アストロサイトへの脳血管栄養因子BDNFは、老齢マウスで抜歯後有意に低下していた。
加えて、両マウスにおける口腔常在細菌叢の変化が視床下部や同部のSIRT1 発現等に及ぼす影響についても検討する予定があった。サンプルの回収は済んでいるものの、解析に至っていない。
今年度は学会、論文発表には至らなかったが、2020年2月に研究所内で「歯周組織の老化の解明と歯牙の喪失が全身に及ぼす影響の解析」として口頭発表をし、また、2020年６月に行われる第20回日本抗加齢医学会でも「歯牙の喪失および軟食が視床下部に及ぼす影響-若齢・老齢マウスにおける解析-」のタイトルで口頭発表予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
抜歯による咀嚼機能低下が、全身に及ぼす影響として視床下部へのSIRT1を含む関連因子のmRNA発現の変化については、初年度に検討した。今後は口腔常在細菌叢、免疫組織学的検討や行動学的検討を行うことにより、咀嚼機能低下による視床下部での遺伝子発現の変化の裏付けが可能となる。具体的には、行動学的検討として24時間の行動量計測、認知機能の指標としてY-maze testを実施する。行動量計測では、ゲージ内での活動量や、日内変動が検討できる。これにより、マウスの睡眠時間、睡眠周期等の解析も可能となる。Y-maze testでは自発行動量と空間作業記憶が検討できる。口腔常在細菌叢の解析は、初年度に回収した口腔スワブから16S rRNAを回収したのち、次世代シークエンサー菌叢解析を行い、抜歯による菌叢の変化を検討する。また、咀嚼機能の低下を表現するために、餌を泥状にして飼育する予定である。
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| Causes of Carryover |
予定していた次世代シークエンサーによる委託解析が、サンプル回収のみとなったため使用しなかった。今年度委託解析予定である。
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