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2019 年度 実施状況報告書

ナンセンス変異リードスルー治療のための栄養学(NMD栄養学)の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K11074
研究機関島根県立大学

研究代表者

原田 永勝  島根県立大学, 看護栄養学部, 准教授 (40359914)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードDuchenne型筋ジストロフィー / リードスルー治療法 / mdxマウス / リードスルー薬 / ゲンタマイシン / 食生活 / mRNA品質管理機構
研究実績の概要

ヒトにおいて、遺伝子変異疾患の約30%は、mRNA上に異所性の翻訳停止コドンが生じるナンセンス型である。ナンセンス型mRNAは、細胞内のmRNA品質管理機構(NMD)によって分解される。リードスルー治療とは、mRNA上でリボソームがPTCを読み飛ばし翻訳を続行させる技術で、ナンセンス型mRNAから全長タンパク質を合成できる。本研究では、細胞のNMDおよびナンセンス型遺伝子のリードスルー治療に対する食生活の影響を解析した。昨年度(平成30年度)の研究において、Duchenne型筋ジストロフィーモデルであるmdxマウス(ジストロフィン遺伝子にナンセンス変異をもつ)を一般飼料あるいは高脂肪食で飼育し、ゲンタマイシンによるリードスルー治療を行った。対照として同系統の健常マウス(一般飼料飼育のみ)を用いた。今年度の研究では、マウスから採取した筋組織(前脛骨筋、腓腹筋)から総RNAおよびタンパク質を抽出した。RNAを逆転写後、定量的リアルタイムPCRによってジストロフィンmRNAを測定した。結果、対照マウス(一般飼料)に比べて、mdxマウス(一般飼料)ではジストロフィンmRNA発現量が有意に低下しており、mdxマウス筋肉では、NMDによる変異ジストロフィンmRNAの分解が行われていることが示唆された。一方、mdxマウスにおいて、ゲンタマイシン投与あるいは高脂肪食単独では、ジストロフィンmRNAレベルに変化は見られなかったが、ゲンタマイシンと高脂肪食の併用投与でジストロフィンmRNAレベルが有意に増加した。筋組織から抽出したタンパク質を用いて、ジストロフィンタンパク質の検出を行った(イムノブロット法)。ジストロフィンタンパク質は、mdxマウス(一般飼料)では検出されなかったが、mdxマウス(ゲンタマイシンと高脂肪食の併用投与)では、ジストロフィンタンパク質がわずかながら検出された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成30年度の研究の立ち上げがやや遅れたため、今年度の研究の進行もそれに伴い、やや遅れた。

今後の研究の推進方策

mdxマウスおよび対照マウスの筋組織サンプルを用いて、NMD活性の制御に関わる小胞体ストレス反応あるいはNMD因子の発現量の変化を解析する。小胞体ストレス反応は、XBP1経路、ATF6経路やPERK経路の変化を解析する(定量的リアルタイムPCR法やウエスタンブロット法)。変異ジストロフィンmRNAの発現量解析(解析済み)により、NMD活性をある程度推測することは可能であるが、定量的リアルタイムPCR法によるNMDマーカー遺伝子のスプライシングバリアント解析(ナンセンス型/一般型mRNA発現量比を求める)を検討することで、NMD活性の変化をより詳細に明らかにできる。マウスの血液解析により興味深い変化を示した血液中成分が得られれば、それをC2C12マウス骨格筋細胞株の培養液に再現し、小胞体ストレスやNMD活性に対する食事(食餌)の影響の分子メカニズムを検討する。

次年度使用額が生じた理由

平成31年度(令和元年度)は、研究費使用を無駄なく遂行することで成果を得ることができた。研究の進行がやや遅れたため、当該年度に予定していた研究の一部を、その研究に使用するための研究費の一部とともに次年度に繰り越した。
次年度に、定量的リアルタイムPCR解析用の試薬や、タンパク質発現解析用の試薬(抗体を含む)の購入を予定している。また、各種消耗品(サンプルチューブやウエスタンブロット用PVDFメンブレンなど)や細胞実験に関連する試薬や消耗品を購入する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] DNA Methylation Status Influences Insulin-Induced Glucose Transport in 3T3-L1 Adipocytes by Mediating p53 Expression2020

    • 著者名/発表者名
      Kuroda M, Onoyama R, Sasaki W, Sebe M, Kitamura T, Masumoto S, Tsutsumi R, Harada N, Sakaue H.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 525 ページ: 39-45

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.038

    • 査読あり
  • [学会発表] ステロール調節エレメント結合蛋白質SREBP はビタミンD 代謝酵素CYP24A1の発現を調節する2019

    • 著者名/発表者名
      香川知博、山本浩範、中橋乙起、原田永勝、増田真志、武田英二、竹谷豊
    • 学会等名
      第73回日本栄養・食糧学会
  • [学会発表] 膵beta細胞機能に関与するPrss53の解析2019

    • 著者名/発表者名
      水澤典子, 原田永勝, 岩田武男, 吉本勝彦
    • 学会等名
      第62回日本糖尿病学会年次学術集会
  • [図書] 基礎栄養学第4版2020

    • 著者名/発表者名
      [編]木戸康博、桑波田雅士、原田永勝
    • 総ページ数
      207
    • 出版者
      講談社
  • [図書] 応用栄養学第6版2020

    • 著者名/発表者名
      [編]木戸康博、小倉嘉夫、眞鍋祐之、青井渉
    • 総ページ数
      287
    • 出版者
      講談社

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公開日: 2021-01-27  

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