2021 Fiscal Year Research-status Report
卵生―胎生の繁殖戦略によって逆転するエストロゲンの代謝制御
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20K15835
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
山岸 弦記 東京理科大学, 先進工学部生命システム工学科, 研究員 (80845868)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | g6pc1 / 糖新生 / 糖代謝 / 爬虫類 / 遺伝子発現 / エストロゲン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、卵生動物のエストロゲンが卵黄形成を促進しつつ、糖新生を抑制して血糖降下にはたらく意義の解明を目的とする。この目的で、爬虫類を実験モデルとして、卵黄形成中の血中エストロゲン変動と遺伝子発現の相関を調べる。また、エストロゲン作用による代謝経路の変動を、代謝物と遺伝子発現を定量して検証する。さらに、糖新生の制御が繁殖にもたらす影響を、遺伝子ノックダウンによって検証する。これらの実験に加え、卵生から胎生への移行がエストロゲン作用にもたらす変化を検証するため、非哺乳類の胎生脊椎動物を用いて実験を行う。
2021年度は、卵胞発育の進行に応じた血中エストロゲン濃度と、肝臓の遺伝子発現の定量を行った。前年度に導入したソメワケササクレヤモリでは、産卵後の経過日数から卵胞サイクルの進行を推測でき、野外採集するニホンヤモリよりも効率的なサンプリングが可能となった。このヤモリで集中的にサンプリングを実施し、糖新生の律速酵素pckとg6pc1に注目し、qPCRで肝臓における遺伝子発現を定量した。ヤモリの血中エストロゲン濃度は卵胞周期に応じて変動するため、これらの発現は卵胞周期に応じて変動すると予想していた。ところが、卵胞発育期、排卵後、産卵直後のステージ間で比較しても、発現に有意差はみられなかった。一方、温度管理により非繁殖状態を誘導した群と比較すると、遺伝子発現は有意に低い値を示した。以上の結果は、繁殖中には常に糖新生が抑制されており、繁殖期の終了とともに抑制が解除されることを示唆する。また、爬虫類のg6pc1とpckの遺伝子発現と繁殖状態、エストロゲン投与の関係を論文にまとめ、学術誌に投稿した（2022年5月に受理）。
胎生魚の実験では、血中エストロゲン濃度の測定を行った。メダカでの先行研究と比較して多量の血液を要したが、より大きく育った個体からサンプリングして対処している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
ヤモリを用いる実験では当初、卵胞サイクルのステージ間で代謝経路を比較し、もっとも変動の大きいステージで遺伝子ノックダウンを計画していた。しかし、今年度の実験結果は卵胞サイクルのステージよりも、繁殖状態と非繁殖状態の切り替えが重要であること示唆する。そのため、代謝物定量や遺伝子ノックダウンを行うスケジュールに変更が生じた。
また、グーデア科胎生魚の血中エストロゲン濃度測定には、メダカで報告のある手法を適用する予定であった。しかし、2021年度の実験により、胎生魚のホルモン測定にはメダカよりも多くの血液が必要なことが判明した。そこで現在は、より成長した個体から採血することで血液量を確保している。この方法では魚体の成長に時間を要するため、サンプリングのスケジュールに遅れが出ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1) ヤモリについて、温度管理によって繁殖状態または非繁殖状態を誘導した群を準備する
2) 1)の両群間で、代謝経路の比較および遺伝子ノックダウンを行って、糖新生と卵黄形成の相関を明らかにする
3) 胎生魚で卵胞発育から出産にかけて血中エストロゲン濃度を測定する
4) 3)で測定された血中濃度の範囲でエストロゲン投与実験を行い、エストロゲンによる代謝制御が胎生移行によりどう変化するかを明らかにする
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| Causes of Carryover |
参加を予定していた学会大会がオンライン開催となったため、旅費に残額が生じた。また、投稿論文の査読に時間がかかり、受理が2022年度にずれ込んだため、投稿料として予定した額が2021年度中に使用されなかった。これらの残額は、2022年度に当初の予定通りに支出する予定である。
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