2023 Fiscal Year Annual Research Report
Identifying molecular mechanisms and peripheral biomarkers of cognitive impairment in offspring from diabetic mother (ODM)
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19K24039
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
佐々木 徹 東京医科大学, 医学部, 講師 (30421001)
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2019-08-30 – 2024-03-31
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| Keywords | 母体耐糖能異常 / 認知機能障害 / 末梢血中バイオマーカー / トランスクリプトーム解析 / GLP-1受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
妊娠中の母体耐糖能異常は児（offspring of diabetic mother: ODM）に認知機能障害をもたらすことが知られているが、その分子生物学的機序は明らかでなく、早期医学的介入を可能とするバイオマーカーも同定されていない。本研究において、研究代表者はSTZ誘発糖尿病合併妊娠モデルマウスを作成し、ODMにおける学習障害を複数のNeurobehavioral testにて確認した。さらに認知機能に関与する前頭前野大脳皮質にGLP-1受容体の特異的発現があることを見出した。また、胎盤の一部にGLP-1受容体の発現があることや胎児へのGLP-1 amideの移行が非常に少ないことを確認した。さらに、母体にGLP-1受容体アゴニストを投与したところ、ODMの認知機能障害が改善したため、この機序としては胎盤を介したGLP-1受容体アゴニストの直接的効果ではなく、母体インスリン抵抗性の改善、サイトカイン産生抑制、神経栄養因子の関与など間接的な機序が存在する可能性が高いものと思われた。
また、ODMの学習障害に対する出生早期からの医学的介入を可能とする末梢血中の新規バイオマーカーを同定すべく、白血球の遺伝子発現に着目し、T細胞、B細胞、単核球の3種類のサブタイプに対しRNA-sequencingによるトランスクリプトーム解析を行った。機械学習プログラミング(randomForest analysis)を用いて、末梢血白血球における発現変動遺伝子とAccerelated rotarod testから得られた運動学習能力の指標であるLearning Indexとの相関性を評価し、さらに精度を高めるためにAIを用いた学習障害の予測モデルを構築した。
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