還元性硫黄はガス性セカンドメッセンジャーを介して学習・記憶力を高めるか？

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26560075
• Research Institution: Beppu University
• Principal Investigator: 仙波 和代 (後藤和代) 別府大学, 食物栄養科学部, 准教授 (30381031)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大坪 素秋 別府大学, 食物栄養科学部, 教授 (10211799) ; 大賀 恭 大分大学, 工学部, 教授 (60252508)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 硫黄 / 記憶力

Outline of Annual Research Achievements

【平成２７年度研究成果】
加齢マウス（SAMP8)に還元性硫黄食品を摂取させ、昨年度の研究結果の再現性の確認を行った。SAMP8マウスに還元性硫黄食品を摂取させると、コントロール群と比較して、摂取後２週間目より体重増加が抑制された。血液検査おいてトリグリセリドの低下が認められたため、また解剖時所見より脂肪蓄積の低下も認められたため、体脂肪量低下によるものと判明した。摂取カロリーはコントロール群との有意差は認められなった。次に摂取後８週目において、Y字迷路（短期記憶試験）と物体認識試験（長期記憶試験）を行った。硫黄食群ではコントロール群に比較して、両者ともに記憶力の亢進が認められた。同時に自発行動力の検討も行ったが、硫黄食群の方が活発な傾向を認めた。これらの実験結果より、硫黄食を摂取した場合、加齢による記憶力の低下や、加齢による自発行動の低下を防ぐことが可能であることが推測された。
さらに硫黄摂取による記憶力増強効果のメカニズムを解明するにあたり、マウスの脳組織切片（海馬部位）を作製し、HE染色、特殊染色、免疫染色を行った。ボディアン染色において変化が認められた。ボディアン染色は主に神経突起（樹状突起、軸索）などを染める方法であるが、硫黄食摂取群の方がコントロール群と比較して海馬部分に多く染まり、神経突起に何らかの刺激や影響を与えていることが推察された。
これらの結果を元に、最終年度では、血中硫黄の動態、吸収時の硫黄の化学構造を中心に解析していく予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

２年間で予定していた動物実験での検討はほとんど終えることができたため、おおむね研究は順調に進んでいると考えている。最終年度は化学構造の解析を中心に行うスジュールとなっており、現在のところ特に問題はない。

Strategy for Future Research Activity

【今後の推進方策；平成２８年度】
（１）今年度は作製した「還元性硫黄食品」の硫黄部位についての化学構造を探ることを目的とする。２年間で還元性硫黄食品を摂取した場合の新規機能についてほぼ一定の見解（記憶力増強、抗加齢、自発行動活発化）を得ることができた。今年度は、どういった化学物質として血中に移行し、それらの機能を発揮しているのか、構造解析を行う。具体的には遠赤外線、近赤外線解析による構造変化、含有硫黄量、二重結合量などの解析である。
（２）吸収過程における化学構造を解析すると同時に、血中での構造解析も行う予定である。近年の報告では、生体内での硫黄は「安定型」と「不安定型」に分類されており、安定型硫黄は酸やアルカリで切断されることは少なく、タウリンや硫酸などに代謝され、一方不安定型のいくつかは生体内の酸性条件下でH2Sを放出する、とされている。申請当時は、還元性硫黄が何らかのアクションを起こして最終的にガス性セカンドメッセンジャーであるH2Sを放出するのではないかと考えていたが、還元性硫黄食品そのものが、不安定硫黄を有したまま血中に吸収され、H2Sを放出している可能性も考えられるようになった。よって今年度は、血中での硫黄構造も探る。

Causes of Carryover

研究は概ね順調に進んでいるが、実験室の一部が、昨年の台風の雨漏りにより使用できない時期が続いた。そのため研究の一部が中断され、今年度に持ち越ししている。その実験に使用する消耗品費が繰り越されている。また論文作製のための構成費なども持ち越しとなっている。

Expenditure Plan for Carryover Budget

マウスの再実験を行い、血中での硫黄の解析を行うので、主な使用用途は実験のための動物購入費、消耗品費となる。またそれらを解析するにあたり新ソフトが必要なので、ソフトの購入にも使用する。