2020 Fiscal Year Research-status Report
エストロゲン受容体機能のリン酸化による制御：肥満や神経変性疾患予防への応用
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20K07053
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| Research Institution | Tohoku Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
進藤 佐和子 東北医科薬科大学, 薬学部, 助教 (50795987)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 核内受容体 / ERα / リン酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請者は、核内受容体であるエストロゲン受容体（ERα）のセリン216がマウスの免疫細胞（好中球や脳ミクログリア）でリン酸化されることを見出し、非リン酸化ERαモデルマウス（Esr1S216A -/-マウス）では肥満傾向や免疫細胞の活性化が認められることを明らかにした。エストロゲンは、ERαを介して脂質代謝制御、インスリン作用、神経保護など多様な生理作用を示すことから、これまで肥満や糖尿病およびパーキンソン病を含む神経変性疾患にエストロゲン-ERα系が防御的に働くと考えられてきた。そこで、ERα機能のリン酸化による制御と肥満や神経変性発症との関連性を分子レベルで明らかにすることを目指した。昨年度は、分子メカニズム実験のモデル細胞としてマウス由来ミクログリア細胞株（BV2細胞）を用い、リン酸化ERαの発現を検討したが、ERαの発現は非常に低く、外来性ERαとそのリン酸化変異体を過剰発現させた細胞において異なる遺伝子発現の制御は確認できなかった。一方、野生型とEsr1S216A -/-マウスから得られたミクログリア・アストロサイト混合細胞中のミクログリアにおいて異なる遺伝子発現が制御されることから、BV2細胞のようにミクログリア単独ではリン酸化ERαの十分な機能は見られない可能性が考えられた。これらのことから、ミクログリアに発現するリン酸化ERαは、脳細胞同士のネットワークを介して重要な役割を持つことが推測された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
以前から使用していた実験動物である非リン酸化ERαモデルマウス（Esr1S216A -/-マウス）およびその野生型マウスは、C57BL/6系統と129Sv系統が交雑された遺伝子背景を有していた。昨年度は、C57BL/6系統を得るため、C57BL/6マウスと10回以上交配させることで、C57BL/6系統にバッククロスを行ったマウスを得た。そして、バッククロスが終了したEsr1S216Aヘテロ欠損マウス同士を交配させることにより、Esr1S216Aホモ欠損マウス（Esr1S216A -/-マウス）、Esr1S216Aヘテロ欠損マウス（Esr1S216A +/-マウス）、野生型マウス（Esr1S216A +/+マウス）を1:2:1の比率で得たため自家繁殖させた。昨年度は予定よりも繁殖に時間がかかってしまった。今年度はこれらのEsr1S216A -/-マウスと野生型マウスを実験に用いていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度のマウス由来ミクログリア細胞株（BV2細胞）を用いた単独ミクログリア培養では、リン酸化ERαの十分な機能は見られないことが明らかになったため、脳細胞同士のネットワークが重要であると考えられた。そこで、マウス脳スライス培養系におけるミクログリアによる炎症応答性を検討する。この系は7日齢のマウスを用いて脳組織を三次元に構造を保持したまま培養する方法であり、in vivoとin vitroの間のex vivo系として知られている。脳スライス培養に直接炎症誘発剤や抗炎症薬を添加することで、脳細胞への影響を炎症性サイトカインの放出などを指標にして検討を行う。また、スライス培養系で得られた脳ネットワークによるサイトカインの放出が、外来性リン酸化および非リン酸化ERαを過剰発現させたBV2細胞に影響を与えるかについても検討を行う。
また、精神疾患および神経変性疾患の特定のための行動薬理実験について、バッククロスしたEsr1S216A -/-マウスを用いて行い、マウス脳のミクログリアやドーパミン作動性神経細胞数などの変化について病理的な解析を行う。
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| Causes of Carryover |
当初購入を予定していたELISAキットの購入まで実験が進まなかったため。また新型コロナの影響で学会参加費、旅費が不要であったため。
昨年度、バッククロスしたEsr1S216A -/-マウスを得ることができたため、マウスを用いた血中のホルモン量のモニタリングや肥満関連マーカー測定用抗体アレイによって肥満マーカーの変化の解析する計画しており、測定キット購入費として使用する。
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