| 研究課題/領域番号 |
20K12621
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
吉田 祥子 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222393)
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| 研究分担者 |
穂積 直裕 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30314090)
田村 和輝 浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 助教 (40822614)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 発達神経毒性 / 機械学習 / 超音波顕微鏡 / 腸内細菌叢 / 小脳 / ミクログリア / 動物実験 / プルキンエ細胞 / アストロサイト / 深層学習 / エピジェネティクス / 定量評価 / 農薬 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
子供の発達障害は現代社会が共通して抱える問題であり、その原因には様々の仮説が提示されてきた。環境内物質はその大きな素因の一つで、発達神経毒性を有する化学物質は有機金属、医薬品、農薬など多種にわたっている。これらの毒性については、iPS 細胞などヒト in vitro 系研究を用いた解明も進んでいる。一方、農薬など比較的安全性が確立した物質の曝露では、細胞に明瞭な毒性が現れにくい。この場合、小さい変性が動物個体の発達に伴い歪んだ回路を形成して大きな障害となる「関係性の障害」が生じる可能性がある。発達過程の微弱な変化をAIを用いて集約し、回路発達に伴う発達神経毒性する技術が必要であるを解明する。
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| 研究成果の概要 |
農薬は発達神経毒性源を予想されるが、細胞試験で容易に感知される神経毒性は見られない。これら比較的安全な物質の曝露では、細胞自身に生じた小さい変性が、動物個体の中で回路の発達とともに大きな障害となる可能性があり、発達過程で示す微弱な変化を集約する技術が必要である。本研究では、除草剤グリホサート、および殺虫剤アセタミプリド、およびクロルピリホスを、胎生期に急性または慢性投与し、出生仔の神経発達および行動、腸内細菌叢の変化、脳内の免疫系細胞の反応性の変化を継時的・多面的に観察した。微量・慢性投与であっても神経回路に影響が見られ、機械学習によるパラメータ化から、農薬の細胞への影響を定量評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
子供の発達障害は、現代社会が共通して抱える問題であり、環境内因子の影響はその大きな素因の一つで、発達神経毒性を有する化学物質は有機金属、医薬品、農薬など多種にわたっている。一方、近年の農薬は、急性毒性の低い、変異原性の少ない製品が開発されている。農薬など比較的安全な物質の曝露では、細胞自身に生じた小さい変性が、動物個体の中で回路の発達とともに歪んだ回路を形成して大きな障害となる「関係性の障害」が生じる可能性がある。関係性の障害は軽微で検出されにくい可能性があり、これを感知するためには、環境中に推定されるレベルの農薬を胎生期に曝露した動物が、発達過程で示す微弱な変化を集約する技術が必要である。
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