2015 Fiscal Year Research-status Report
微量元素の過剰摂取と欧米型食生活が老人性認知症に与える影響
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26350163
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| Research Institution | Kyoto Koka Women's University |
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Principal Investigator |
吉田 香 京都光華女子大学, 健康科学部, 教授 (10336787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
魏 民 大阪市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70336783)
北村 真理 武庫川女子大学, 生活環境学部, 准教授 (40369666)
寺本 勲 (木俣勲) 大阪市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20153174)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 微量元素 / 動物行動試験 / 過剰摂取 / 高脂肪食 / 脳神経障害 / モニタリング / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度の加齢マウスへのZn 0ppm、200ppm、500ppm水溶液長期間投与後の記憶学習試験により、短期記憶を調べるY字型迷路試験では差が認められなかったが、視覚的認知記憶を調べる新奇物質探索試験および長期記憶を調べる受動的回避学習試験では、200ppmと500ppm投与で用量依存的に記憶能の低下が認められた。この結果より、Znは長期記憶および視覚的認知記憶に用量依存的に影響を与える可能性があることが示唆された。今年度は、記憶能の低下と脳神経変性および酸化ストレスとの関連性ついて調べるため、Zn投与後のマウスの脳組織のHE染色および免疫組織化学染色を行った。その結果、神経変性は認められなかったが、対照群に比べZn投与群で記憶に関与する海馬で酸化ストレスを多く受けていることが明らかになった。
次に、高脂肪食が記憶能低下に影響を与えるかを調べるため、普通飼料（CE-2）の3倍の脂肪量を含む飼料（QF)を与える群(脂肪食群)を設け、加齢マウスにZn 200ppm水溶液を30週間投与し、普通食群との比較を行った。その結果、受動的回避学習試験では普通食群に比べ脂肪食群で記憶能の低下傾向が認められたが、新奇物質探索試験では低下が認められなかった。このため、投与量を500ppmに増やして再試験中である。なお、動物実験は、客員研究員となっている大阪市立大学大学院医学研究科内の実験施設で行っている。
食品群によるミネラル・微量元素摂取量と尿中排泄量の違いをヒトで調べた結果、肉群、魚群摂取により尿中排泄量が高くなる元素が多く、大豆群、海藻群摂取により尿中排泄量が低くなる元素が多いことがわかった。この結果より、昨年度、摂取量と尿中排泄量の間で相関が認められたMg、Znは、消化吸収率を加味した摂取量のモニタリング指標として尿中排泄量が利用できる可能性があることが示唆された。
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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
高脂肪食の影響を調べるため、26週令雌マウスを普通食群と高脂肪食群に分け、Zn 0ppm、200ppm水溶液を連続飲水投与し、30週間投与後、記憶学習能力に与える影響を調べた。その結果、高脂肪食群でZnによる長期記憶能の低下が加速される可能性が示された。しかし、視覚認知記憶では、低下が認められなかったため、現在、Znの用量を500ppmに増やし、高脂肪食がZnによる認知機能低下に与える影響を調べている。この実験期間中、投与期間による違いを調べるため、11週間投与後、新奇物質探索試験を行った。その結果、普通食群、高脂肪食群とも記憶能の低下が全く認められず、長期間のZn投与が記憶能低下に深く関わっていることが示された。次年度、30週間の投与期間終了後には、これまでの行動試験の他に、今年度購入したフィアコンディショニング装置を用いた文脈的恐怖条件付け試験を行う予定である。
ヒト微量元素摂取量のモニタリング指標の開発では、昨年度、Mg、Znで尿中排泄量と摂取量の間に相関が認められた。今年度さらに、食品群によるミネラル・微量元素摂取量と尿中排泄量の違いを調べた結果、肉群、魚群摂取により尿中排泄量が高くなり、大豆群、海藻群摂取により尿中排泄量が低くなることが示された。動物性タンパク質と結合した微量元素は吸収されやすく、食物繊維や大豆に含まれるフィチン酸は微量元素の吸収を阻害することが知られているが、今回の結果はこれと一致していた。以上の結果より、尿中Mg、Znはミネラル・微量元素摂取量の消化吸収率を加味したモニタリング指標として利用できる可能性があることが示唆された。以上のように、研究は順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在実施中のZn 500ppm長期間投与による認知機能低下に高脂肪食が与える影響を調べる実験では、加齢マウスへの投与期間終了後、新奇物質探索試験および今年度購入したフィアコンディショニング装置を用いた文脈的恐怖条件付け試験を行う予定である。フィアコンディショニング試験は、文脈記憶を調べるもので、関与する脳の部位が明らかになっている方法である。この試験を用いることにより、高脂肪食摂取下でのZn投与による脳神経障害がどの部位に起こっているかを推測することができる。今年度、Zn投与で海馬に酸化ストレスが多く見られたため、酸化ストレスとの関連性が強いFeと他の微量元素との組み合わせ長期間投与が加齢マウスの記憶能低下へ与える影響を行動試験（新奇物質探索試験およびフィアコンデッショニング試験）により調べる。さらに、高脂肪食摂取による影響も調べるため、高脂肪食群と普通食群に分け、Fe水溶液との組み合わせ投与試験を行う。
行動実験後の脳組織について、HE染色および免疫組織化学染色によりタウ蛋白質のリン酸化、ミクログリアの活性化、アミロイドβ蛋白(Aβ)の凝集等を調べ、脳神経の変性を調べる。また、その脳神経変性部位とZn、Feの分布および酸化ストレス部位が一致するかも調べる。以上の実験により高脂肪食下での微量元素の過剰摂取が記憶学習能力にどのような影響を与えるかを解明し、さらに脳のどの部位の障害が記憶・学習障害と関連しているかを考察することを目指す。
ヒト微量元素摂取量のモニタリング調査の開発では、摂取食品群による尿中排泄量の影響をさらに細かく調べ、１日尿中排泄量のモニタリング指標として有効性を明らかにしていく。
共存成分によるZnの腸管吸収の違いについては、in vitro でCaco-2細胞を用いて実験し、Mn、Feなどの微量元素や食品成分の共存がZnの腸管吸収に与える影響を調べていく。
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| Causes of Carryover |
今年度購入予定であった室町機械(株)のDVTrackビデオトラッキングシステム専用のフィアコンディショニング装置が当初予定金額より低価格で購入できたため、次年度繰越使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰越使用額を使い、さらに種々の免疫組織学的試験用の抗体を購入して、高脂肪食摂取時のZnやFe投与により起こる脳神経変性や酸化ストレスの状況を脳組織標本も用いて明らかにしていく。
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Research Products
(2 results)
