2019 Fiscal Year Research-status Report
ストレス性高血圧の発症と運動による予防・改善効果に関わる扁桃体STAT3の役割
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19K11449
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
和気 秀文 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 教授 (50274957)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
グホ サビン お茶の水女子大学, 理学部, 学部教育研究協力員 (30453179)
山中 航 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 助教 (40551479)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 高血圧 / 扁桃体 / STAT3 / ストレス / 運動 / siRNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精神的ストレスは高血圧発症を促し、脳卒中や心不全のリスクを高める。従ってストレスコントロールは極めて重要であり、その一手段として定期的な運動を行うことが推奨されている。しかしストレスによる高血圧の発症や運動による予防効果の機序は不明である。ストレス応答に関わる主な脳部位は扁桃体であり、扁桃体は血圧調節機能を有する。申請者は慢性ストレスは扁桃体における転写因子STAT3遺伝子発現を抑制すること、また扁桃体STAT3遺伝子の発現量と血圧値の間に高い相関性があることを明らかにした。本研究はSTAT3の扁桃体内発現局在や血圧調節などの生理機能を明らかにし、ストレスによる高血圧発症と運動による予防効果の機序解明を目指す。本年度は、扁桃体STAT3タンパクの発現局在とその機能について調べるために、免疫組織化学染色及び生理機能実験を行った。STAT3は脳全体に発現しているが、扁桃体においては血圧調節に関わる中心核に、また、ニューロンよりアストロサイトに高発現していた。in vivo-jet PEIを用いてsiRNAを扁桃体中心核へ導入し、STAT3発現を可逆的に抑制した際の循環動態をテレメトリーシステムにより測定した。その結果、siRNAの扁桃体中心核導入により血圧が上昇し、心拍数は減少する傾向にあった。さらに、逆行性トレーサー注入により、扁桃体中心核－孤束核の神経連絡を確認した。これらの結果はストレス性高血圧と運動によるその予防効果に扁桃体STAT3が関与しているという仮説を支持するとともに、扁桃体による血圧調節に孤束核が関与している可能性を示唆している。
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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
本年度は、扁桃体STAT3の生理機能について調べるべく、免疫組織化学染色と、テレメトリーおよびsiRNAを利用したin vivo実験を実施することができた。前者により扁桃体におけるSTAT3の発現局在と、後者により扁桃体STAT3の循環調節作用について推測することができた。機能実験については統計的解析を行うのに必要なn数を確保できなかったので、次年度は引き続き同様の実験を継続する必要がある。当初から、これらの実験には2年間の期間を設けていたため、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は扁桃体を含む脳ブロック標本を透明化し、免疫染色後にライトシート顕微鏡を用いて発現分布の詳細を観察する。尚STAT3と協働作用のあるNr3c1についても併せて調べる。siRNAによる扁桃体STAT3発現抑制が循環調節作用に及ぼす影響について、前年度同様にテレメトリーシステムを利用した慢性実験を継続するが、自律神経調節能（自発性圧受容器反射など）についても併せて検討する。また、これまでにストレスおよび抗ストレスとしての運動が扁桃体遺伝子発現に及ぼす影響については右扁桃体のみに着目していたが、その機能に左右差が認められていることから、左扁桃体にも着目した実験も実施する予定である。
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| Causes of Carryover |
免疫組織化学実験で用いる抗体は各組織ごとの特異性や実験手技との相性等で安定した結果が得られないこともあるため、当初は複数の抗体やそれに関連した消耗品を購入する予定で予算を計上していたが、実験がスムーズに進行したため、これらの経費を抑えることができた。また、3月はCOVID-19の影響を受け、実験日が減ったため、予算と使用額に差額が生じた。しかし、次年度は当初の研究計画に加えて、初年度の研究成果から派生した実験（免疫組織化学実験や生理機能実験）も併せて実施する予定であるため、次年度分として請求した助成金と併せて使用する予定である。
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