2012 Fiscal Year Research-status Report
栄養の概日リズム調節特性を利用した光栄養療法の開発
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24650490
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
古瀬 充宏 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30209176)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安尾 しのぶ 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (30574719)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 概日時計 / 栄養 / 時計遺伝子 / 生活リズム |
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| Research Abstract |
近年、夜間連続照明や交替制勤務などによる概日時計の乱れとそれに起因する疾病リスクの上昇が問題視されている。本研究では概日時計を制御できる機能性アミノ酸を同定するため、マウスの活動リズムや時計遺伝子発現を指標としてスクリーニングを行った。
恒暗条件において20種類のアミノ酸をそれぞれ経口投与し、回転輪活動リズムの位相変化を測定したところ、位相を有意に後退させるアミノ酸が2種類同定された。また12時間明期12時間暗期の明期において各アミノ酸を投与し、1.5時間後における肝臓の時計遺伝子発現を解析したところ、12種類のアミノ酸が様々な時計遺伝子の発現を増減させた。アミノ酸により発現が調節される時計遺伝子の種類や誘導・抑制の方向が異なっていたが、構造や代謝経路が似たアミノ酸では類似の反応性を示す傾向が見られた。これらの結果は、アミノ酸栄養により中枢や末梢の概日時計を制御できることを示唆する。また、アミノ酸の投与時刻により概日時計やホルモン分泌の調節作用が異なることが解明された。これらの結果から、アミノ酸の種類のみでなく摂取時刻も生体リズム調節に重要であることが示唆された。
本研究では今後、スクリーニングされたアミノ酸が概日時計の攪乱に起因する疾病に効果があるかを検討する予定である。そのための動物モデルとして、頻繁に光条件を前進させて作出した慢性的時差ぼけモデルマウスにおける概日時計の特性を解析したところ、肝臓における時計遺伝子や癌関連遺伝子の乱れが確認された。また、概日時計の乱れを伴うと知られる定型うつ病や冬季うつ病のモデル動物についても解析を行い、アミノ酸の機能性を検証する基盤が築かれた。
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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
予定していた実験は全て終了し、順調に結果が出ている。活動リズムや末梢概日時計の時計遺伝子発現を調節できるアミノ酸がスクリーニングされ、それぞれの機能性を深く追求するための基礎が出来ている。さらに、次年度で効果を確認するための慢性的時差ぼけモデルマウスやうつ病モデル動物の解析も終わっており、目的の病態を示すことを確認しているため、次年度の解析がスムーズに進むと期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度スクリーニングされたアミノ酸を用いて、概日時計に関連した２つの疾病モデルマウス（慢性的時差ぼけマウスおよび冬季うつ病マウス）に対する改善効果を検討する。
慢性的時差ぼけマウスは、新規光条件への反応の遅さと肝臓における時計遺伝子および癌関連遺伝子（c-Myc, p53）の発現異常を特徴とする。まずアミノ酸栄養の効果検証のための最適条件を探るため、慢性的時差ぼけ処理期間において経時的に肝臓の上記遺伝子発現を解析する。同定された最適条件において、活動リズムを調節するアミノ酸や肝臓の時計を調節するアミノ酸をそれぞれ投与し、上記遺伝子発現の異常を改善させるものを同定する。また、アミノ酸の概日時計調節メカニズムについて、アミノ酸投与後の脳内アミノ酸含量の変化や関連遺伝子発現を解析することにより追求する。
冬季うつ病は概日時計の乱れが一因と知られているため、アミノ酸栄養により改善できる可能性が考えられる。そこで我々が既に確立しつつある冬季うつ病様マウスにアミノ酸投与を行い、うつ様行動やそれに関連する脳内セロトニン神経系に見られる効果を解析する。また治療に最適な投与時刻や光条件との相互作用についても解析する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度は15,862円の残金が生じているが、次年度に代表者の物品費（遺伝子発現解析試薬）として使用予定である。次年度のその他の使用内訳に変更はない。
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[Presentation] Antidepressant-like effects of acute and chronic L-serine treatment in Wistar and Kyoto rats2012
Author(s)
Nagasawa M, Ohtsuka T, Togo Y, Yamanaga M, Yoshida J, Yamasaki I, Uotsu N, Teramoto S, Yasuo S, Furuse M
Organizer
International Conference and Exhibition on Nutraceuticals and Functional Foods
Place of Presentation
Hawaii, USA
Year and Date
20121201-20121206
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