| 研究課題/領域番号 |
19KK0251
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| 研究機関 | 順天堂大学 |
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研究代表者 |
和気 秀文 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 教授 (50274957)
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| 研究分担者 |
グホ サビン お茶の水女子大学, 理学部, 学部教育研究協力員 (30453179)
山中 航 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 助教 (40551479)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| キーワード | ストレス / 高血圧 / 運動 / 扁桃体 / 視床下部 / 骨髄 / 炎症 / ミクログリア |
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| 研究実績の概要 |
慢性ストレスでは、骨髄由来の炎症細胞が活性化し、扁桃体中心核や視床下部室傍核に集積してミクログリアとなることが報告されている（脳・骨髄相関）。申請者らはこれらの神経核群の興奮は血圧を上昇させることを明らかにした。以上より本研究では、「慢性ストレスによる高血圧の発症は、脳・骨髄相関に起因した“扁桃体－視床下部系の炎症”による」という仮説を検証する。2020年度は繰り返し（慢性）拘束ストレスが扁桃体および視床下部遺伝子発現に及ぼす影響について、パスウェイ解析を行った。また、骨髄遺伝子発現に及ぼす影響について調べるために、骨髄RNA採取法について検討し、また、扁桃体における骨髄由来炎症性因子を同定する方法についても検討した。さらに、ストレスが脳・腸相関にも影響を及ぼすという報告のもと、ストレスと腸内細菌叢に着目した研究も行った。パスウェイ解析により、慢性拘束ストレスは扁桃体や視床下部遺伝子群のうち、神経系および循環器系の病態に関連するものに影響を及ぼすこと、骨髄のRNA抽出については大腿骨を用いた既知のAGPC法によりクオリティの高いRNAを抽出することができること、さらにストレス性高血圧を呈したラットの骨髄RNA量は対照群に比べ有意に少量であることが明らかになった。一方、扁桃体において、骨髄由来性ミクログリアに強く発現するとされている、Ccr2、Cx3cr1、Cxcr4、Il1bの有意な発現増加を認めなかった。その原因として、本実験では扁桃体全体を用いた遺伝子発現解析を行ったため検出感度が低かったことなどが考えられた。また、慢性拘束ストレスは腸内細菌叢に影響を及ぼすが、運動習慣はそれを部分的に改善する可能性も確認された。以上より、慢性拘束ストレスによる血圧上昇と運動習慣による改善効果には、脳・骨髄相関が関わっていることに加え、脳・腸相関も関与している可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
前年度に続き、2020年度もCOVID-19による影響を受け渡米できず、フロリダ大学で行う予定の研究が進まなかった。当初フロリダ大学で行う予定だった研究の一部を本学で実施することができたため、総じて（３）やや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度の実験を継続する。ラットを3-4週間拘束し（1時間／日、週5日）、慢性ストレスモデルを作製する。本研究では 、ストレスを負荷しない対照群、ストレス群、ストレス＋運動群およびミクログリアの活性を抑えるミノサイクリン（Santiste ban et al. Circ Res 2015）投与群の4群に分け、飼育期間終了後、骨髄のRNAを抽出し遺伝子発現を網羅的に調べ、また、炎症性因子を中心としたパスウェイ解析（Pathway Studio解析など）を行う。さらに同定因子のタンパク質発現量を定量し、かつ炎症細胞（骨髄由来ミクログリアを含む）や炎症性因子等について、免疫組織化学的手法を用いて扁桃体中心核や視床下部室傍核を含む脳領域での発現局在について明らかにする。なお、飼育期間中の血圧はTail cuff法（一部のラットにおいてはテレメトリー法で測定する予定）により、ストレス応答については血漿コルチゾールや腸内細菌叢の変化により評価する。遺伝子発現解析実験は主としてGouraudが、生理機能実験と免疫染色は主として和気、山中、および大学院生が行う。また、同様の条件下で飼育した別のラットから、血液および大腿骨の骨髄を採取しておき、フロリダ大学において、エピゲノム解析、さらにフローサイトメトリー法により各炎症細胞への影響について調べる。本実験は和気、山中、Gouraudおよび大学院生がフロリダ大学で行う予定である。もし本年度も引き続きCOVID-19の影響により渡米できない場合は、海外共同研究者であるDr Zubcevicと密に連絡を取り、オンラインで詳細な技術的指導を受け、フロリダ大学で実施する予定であるエピゲノム解析やフローサイトメトリー法等について、可能な限り本学で実験を進めていく予定である。また、その場合は実験群や計測項目数を減らす可能性もある。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19による感染拡大の影響を受け、2020年度も渡米を断念することになった。そのためフロリダ大学で実施予定だった研究を十分に行うことができなかった。渡米のための旅費・宿泊費と米国での研究費を使用しなかったため、次年度使用額が生じた。2020年度に実施できなかった研究を次年度に計画していた研究と併せて実施する予定であるため、2020年度未使用分と次年度申請分の助成金を併せて使用する予定である。
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