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2021 Fiscal Year Research-status Report

脳に内在するアンチフレイル機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21K19700
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

大西 浩史  群馬大学, 大学院保健学研究科, 教授 (70334125)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Keywords老化 / ミクログリア / 脳 / 運動学習
Outline of Annual Research Achievements

加齢による行動変化を評価するために、ホームケージにおける自発的活動を受動赤外センサで計測することを計画していたが、より正確に活動量や概日リズムを測定するために、マウスが自発的かつ概日リズムをもって運動するRunning Wheel(回転車)運動での解析を再計画した。これを実現するために、マイコン制御により回転数や回転速度を数週間にわたって自動的に連続計測可能であり、運動学習も評価できる複雑回転ホイール実験装置を独自に作製し、予備的な観察を行った結果、数週間にわたって概日リズムの計測が可能な装置を製作することに成功し、また運動スキル向上の評価や、回転車ラダーパターンを変化させた際のスキルの再獲得状況の評価が可能となった。
SIRPα欠損マウス脳で発現増加を見出していた抗老化因子候補GPNMB(腫瘍関連抗原)について、市販の抗体による検出ができず難航していたが、チラミド増感による免疫染色法の確立に成功し、実際にSIRPα欠損ミクログリアにおいてGPNMBが増加していることを確認した。ミクログリアでSIRPαを欠損した高齢マウスの小脳について、染色体損傷、神経細胞死、リポフスチン蓄積を組織化学的に解析し、週齢をそろえた正常コントロールマウスと結果を定量的に比較した。解析の結果、小脳においては、これらの老化表現型が正常マウスと違いがなく、老化表現型は軽減していないことが明らかになった。
ヒトSIRPαの遺伝子多型について、日本人に多い2種類の遺伝子型を区別するためのPCR-RFLP法のプロトコルを確立した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

マウスの老化評価に用いる自動行動解析装置が作製できたことで、今後の実験計画に一定の目処がたった。また、本計画において抗老化因子候補としているGpnmbの検出法確立に成功したことで、Gpnmbが実際にSIRPα欠損ミクログリアで発現が増加していることを確認でき、ミクログリア由来の抗老化因子である可能性が高まった。一方、ヒトSIRPα遺伝子多型について、主要な遺伝子多型を区別する方法が確立できた。これらの結果より、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

開発した行動測定装置により、週齢の異なるマウスで老化による活動変化の基礎データを収集する。また、若年ミクログリアSIRPα欠損マウスについて野生型マウスとの活動性の違いを明らかにしつつ、高齢ミクログリアSIRPα欠損マウスの作製を進める。
SIRPα欠損による老化表現型について、明確な違いが認められなかった小脳から前脳に領域を変えて検討を継続する。
Gpnmbの加齢による発現変化について、SIRPα欠損による影響を組織化学的に解析するとともに、Gpnmb陽性ミクログリアを指標にSIRPα欠損の影響が強く現れる領域を同定する。またGpnmb以外の候補因子の探索を進める。

Causes of Carryover

予め計画した実験条件では、脳の免疫組織化学染色による解析データが十分な品質で得られないことが判明したため、時間をかけて条件設定や手技習得を再検討する必要が生じた。また、当初の計画よりも精密な解析が可能な行動測定機器の製作に取り組んだため、計画の一部が次年度にまたがることになった。次年度使用額は翌年度分として請求した研究費と合わせて、脳組織化学的解析に必要な研究機材、消耗品、動物飼育費、人件費などに使用する。また、効率的に行動解析を行うために、開発した行動測定機器を複数台製作する費用、測定のための人件費などに使用する計画である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ワイツマン科学研究所(イスラエル)

    • Country Name
      ISRAEL
    • Counterpart Institution
      ワイツマン科学研究所
  • [Int'l Joint Research] ウメア大学(スウェーデン)

    • Country Name
      SWEDEN
    • Counterpart Institution
      ウメア大学
  • [Presentation] 脳老化に抵抗性を示すミクログリア特異的遺伝子改変マウスの解析2022

    • Author(s)
      今井武史、富山飛鳥、松下紗世子、水谷瑠衣、横田大輔、浦野江里子、森田紋子、橋本美穂、林由里子、大西浩史
    • Organizer
      第10回 日本プロテインホスファターゼ研究会 学術集会
  • [Presentation] ミクログリア特異的 SIRPα欠損マウスにおける加齢性 運動学習能低下の改善2021

    • Author(s)
      Takeshi Imai , Asuka Tomiyama, Sayoko Matsushita, Rui Mizutani, Daisuke Yokota, Eriko Urano, Ayako Morita , Yuriko Hayashi , Takashi Matozaki , Hiroshi Ohnishi
    • Organizer
      第64回日本神経化学会大会
  • [Presentation] 加齢による運動学習能低下に耐性を示すミクログリア特異的遺伝子改変マウスの解析2021

    • Author(s)
      富山飛鳥、今井武史、水谷瑠依松下紗世子、横田大輔、森谷晃、森谷晃、森田紋子、浦野江里子、橋本美穂、林由里子、大西浩史
    • Organizer
      第68回北関東医学会
  • [Presentation] CD11c-dependent ablation of the Protein Tyrosine Phosphatase Shp1 improves insulin resistance2021

    • Author(s)
      Shreya Shrestha, Yoriaki Kaneko, Masato Kinoshita, Yoichi Imai, Junya Suwa, Mitsuharu Watanabe, Yuko Oishi, Yasuyuki Saito, Hiroshi Ohnishi, Takashi Matozaki, Keiju Hiromura
    • Organizer
      第50回日本免疫学会学術集会
  • [Remarks] 群馬大学医学部保健学科大西研究室

    • URL

      https://biosignal.dept.med.gunma-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2022-12-28  

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