2021 Fiscal Year Research-status Report
Analyses of the mechanism of neurodegeneration in the brain by organic arsenic compounds-focusing on DNA methylation
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20K07240
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
増田 知之 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (70372828)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
文東 美紀 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (00597221)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 有機ヒ素 / 神経変性疾患 / DNAメチル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ジフェニルアルシン酸（DPAA）は自然界に存在しない有機ヒ素化合物である。DPAAに曝露した住民の脳を調べたところ、海馬が萎縮するとともに脳血流も低下しており、DPAAが長期に亘って脳に留まった結果、神経変性が進行したと推測される。培養神経細胞にDPAAを添加してTauの増減を調べたところ、濃度依存的に有意な増加がみられた。しかしながら、DPAAがどのような分子機序で脳でのTau発現を亢進し、神経変性をもたらすか不明である。
脳はDNAメチル化の主要ターゲットであり、脳内のDNAメチル化は「環境」に応じて変化し、脳活動に大きな影響を及ぼす。本症例でもDPAAへの曝露によって脳内のDNAメチル化に変化が生じ、遺伝子発現のオン・オフが切り替わった結果、神経変性に至った可能性が高い。そこで、本研究ではDPAA投与後の非ヒト霊長類（カニクイザル）の脳組織を経時的に（投与5・29・170・339日後）サンプリングし、イルミナ社のアレイによって、そのゲノムDNA内のメチル化サイトを網羅的に検出する。以上の解析によって、DPAAによる脳の神経変性機序を分子レベルで明らかにすることを目的とする。
本年度は、カニクイザル脳の側頭葉内側域および外側域から抽出したゲノムDNAを用い、イルミナ社のアレイでゲノムDNA内のメチル化サイトを検出し、全ゲノム規模で各群を比較した。今後は、これらのデータをゲノムワイド関連解析および各種神経変性疾患の患者脳のメチル化サイト・データベースと照らし合わせるとともに、他の部位から得られたデータとも比較検討する予定である。
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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
組織のサンプリング、メチル化解析ともに特に問題なく進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画では、DPAA曝露1年後（339日後）の脳組織については、DNAメチル化解析を見送る予定であったが、曝露半年後（170日後）の脳でのメチル化に予想以上の大きな変動がみられたため、今後は曝露339日後の脳におけるメチル化も調べる予定である。
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| Causes of Carryover |
当初計画の時点と比較して、DNAメチル化解析費用が値下がりしたため、次年度使用額が若干生じた。今後は、解析サンプル数を増やすなどして、この使用額を有効活用する予定である。
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