2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K16690
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
六本木 麗子 群馬大学, 未来先端研究機構, 助教 (80719857)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 放射線照射 / 認知機能障害 / 海馬 / シナプス / シナプス形態形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は放射線治療による副作用である認知機能低下についてシナプスたんぱく質レベルからアプローチしてそのメカニズムを解明することである。
令和2年度に計画した放射線照射による神経細胞発達段階での違いを検討するに関する実験はいくつか実行した。具体的には低線量の放射線照射した海馬神経細胞による蛍光免疫染色法を用いて、細胞数、樹状突起数、軸索の伸長の測定は終了した。成熟した神経培養細胞より未熟な神経培養細胞の放射線感受性が高いことが分かった。未熟時に放射線照射した場合、非照射群と比較して細胞数の影響が大きいが、生き残った細胞の樹状突起数と軸索の伸長には変化がなかった。またシナプス関連たんぱく質の発現変化についての実験もいくつか終了したが、大きな有意差は見つけられなかった。これらの成果は国際学会のRadiation Research Society2020にて第一筆者として発表した。
令和２年度はコロナ禍が原因で研究室の立ち入りの制限や試薬の入荷延期が相次いだため、計画していたシナプス形成の誘導実験は2021年度に実行する予定。その代わり、令和３年度に予定していた動物の個体を用いるin vivo実験を令和2年度より開始した。胎生期11日目に低線量の放射線照射をして生後7週から行動テストバッテリーを行った。その結果をいくつかの行動テストでは有意な差がみられた。またメス群とオス群においても放射線照射の影響に違いが見られた。今後の研究展開として、in vivo実験を中心に放射線照射後の脳内のシナプス関連たんぱく質の変化を解析する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度はコロナ禍が原因で研究進捗に影響が出ている。まず研究するための物品や試薬が多く海外からの発送となっているため、出荷の遅れがあった。また一時的に研究室への立ち入りが制限されたため、実験そのものを行うことが難しくなったことで進度に影響が出た。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず令和2年度に実施できなかったシナプス形成の誘導実験を令和3年度で実行する。令和2年度では海馬培養神経細胞を用いて放射線照射によるシナプス関連たんぱく質の変化を調べたところ、有意な差が見つけられなかった。原因として培養神経細胞での低線量の放射線照射によるたんぱく質変化は一過性である可能性があり、その時系列を調べる必要がある。これは放射線照射後のDNA修復過程にも関係してくるので合わせて検討していく。付け加えてもう少しターゲットを広範囲にして、放射線照射したマウス脳を用いて遺伝子の質量分析を行い、シナプス関連遺伝子の発現変化を調べる。この質量分析の結果に沿って、放射線照射したマウスの脳スライスを用いてシナプス関連遺伝子の発現パターンを蛍光免疫染色法で検討する。
これらの実験結果を踏まえて、特異的な変化があったシナプス関連遺伝しまたはたんぱく質を中心に、海馬培養神経細胞を用いたin vitroで放射線照射の影響が起こるメカニズムを探るとともに、in vivoにおいても同様に検証する。具体的には下記の通りに進める。
(1) AMPA受容体やNMDA受容体などの関連が示唆されれば、その受容体のアゴニストやアンタゴニストを利用し、海馬神経培養細胞にアプライして放射線照射による影響の抑制効果を調べる。
(2) 放射線照射による影響がin vitroの実験でシナプスの一連の動態が把握し、(1)でキーとなるアゴニストまたはアンタゴニストをマウス個体に投与し、認知機能や記憶を評価するバーンズ迷路など行動テストを行う。試薬を投与することで放射線照射による認知機能の低下を改善できるかを検討する。
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| Causes of Carryover |
コロナ過による入荷日が未定がある試薬や実験装置の購入が困難であるため、その予算を翌年度に請求し、入荷日が確定したものから購入を再開し、実験を遂行する。
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Research Products
(1 results)
