| 研究課題/領域番号 |
15K07770
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
竹中 重雄 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (10280067)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ビタミンB12 / 神経疾患 / 代謝異常 / RNAi |
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| 研究実績の概要 |
ビタミンB12（B12）は哺乳類の必須栄養素の一つであり，Co原子の上方に位置する上方配位子（R）がメチル基のメチルコバラミンとアデノシル基のアデノシルコバラミンが、それぞれメチオニン合成酵素とメチルマロニルCoAムターゼの補酵素として機能している。食品中に含まれるB12は吸収後、細胞内で補酵素型へと変換される。細胞への吸収と代謝に関わる7つの遺伝子（CblAからCblG） の異常やB12の欠乏によって，メチルマロン酸尿症やホモシステイン尿症に加えて，様々な神経症状が生じる。近年、アルツハイマー病や痴呆症の患者血清のB12含有量が有意に低いことが報告されているが、病態との関係は不明である。申請者はB12代謝酵素RNAiによる病態神経細胞モデルを作製し、B12代謝異常状態では神経細胞への分化が抑制されることを見出した。これらモデル細胞を用いて、B12の神経保護作用の生化学的解明を目的に，平成27年度にはSH-SY5Y細胞においてB12代謝酵素をRNAiした3種の細胞を用いて酸化ストレスに対する耐性を検証した。その結果，メチルマロン酸血症モデルであるCblB-RNAi細胞，ホモシステイン血症モデルであるCblG-RNAi細胞，その両方を発症するCblG-RNAi細胞に6-ヒドロキシドーパミンによる酸化ストレスを負荷した結果，それぞれの細胞において増殖が抑制される傾向にあった。また，ストレス負荷後のそれぞれの細胞において活性酸素が高レベルに存在することが示唆された。以上の結果から，B12の欠乏や代謝異常によって神経細胞の酸化ストレスに対する耐性が低下していることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
RNAiによってB12代謝異常モデルSH-SY5Y細胞を作出し，B12代謝異常がSH-SY5Y細胞の神経細胞様分化，さらには酸化ストレス耐性に及ぼす影響を検討した結果，分化が抑制される細胞において高いストレス感受性を有することが示唆された。この結果は高齢者においてB12欠乏が認知症発症のリスクファクターの一つであることを支持する結果であり，また，B12が神経細胞の維持に重要であることを示唆するものである。今後，B12欠乏と酸化ストレスの相関とそのメカニズム解析が期待される。しかしながら，RNAiによる実験のため，細胞レベルの遺伝子発現抑制レベルが一定しないため，解析上の問題があった。これらの点を改善し，今後の研究につなげる必要がある。
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| 今後の研究の推進方策 |
B12の欠乏またはその代謝異常が認知症発祥のリスク要因のひとつであることが示唆されているが，その生化学的な検証はほとんどされていない。本研究においてB12代謝異常モデル神経細胞をRNAiによって作出したことによって，酸化的ストレスに対する感受性の増加が影響することを示唆する結果を得た。しかしながら，RNAiによる検討のため，結果の再現性が低い問題がみられた。そこで計画を一部変更し，ゲノム編集によるB12代謝異常モデルの作製を実施するとともに，B12欠乏マウスを短期間に作成する手法の確立を目指すこととする。前者からはB12 代謝遺伝子欠失神経細胞モデルを用いたメカニズム解析が可能になることが想定される。したがって，現在のB12代謝酵素RNAiモデル細胞の不安定性を除くことが可能であると考えられる。一方，B12欠乏ラットの関するいくつかの研究成果は報告されているが，その作成には胃切除などの外科的手法や長期間の欠乏食投与などが報告されている。また，その欠乏状態はさまざまであることが報告されている。そこで，今年度にB12欠乏マウスを短期間に作出する方法の開発を試みる。また，B12欠乏マウスの作出が可能になれば，それを用いた神経行動学的，組織学的なアプローチからB12が神経系に及ぼす影響の検討が可能になる。
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