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2023 年度 実績報告書

有機ヒ素化合物による脳の神経変性機序の解析―DNAメチル化に着目して

研究課題

研究課題/領域番号 20K07240
研究機関目白大学

研究代表者

増田 知之  目白大学, 保健医療学部, 教授 (70372828)

研究分担者 文東 美紀  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (00597221)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード有機ヒ素 / 神経変性疾患 / DNAメチル化 / 網羅的遺伝子発現解析
研究実績の概要

ジフェニルアルシン酸(DPAA)は自然界に存在しない有機ヒ素化合物である。DPAAに曝露した住民の脳を調べたところ、海馬が萎縮するとともに脳血流も低下しており、DPAAが長期に亘って脳に留まった結果、神経変性が進行したと推測される。しかしながら、DPAAがどのような分子機序で脳でのTau発現を亢進し、神経変性をもたらすか不明である。
脳はDNAメチル化の主要ターゲットであり、脳内のDNAメチル化は「環境」に応じて変化し、脳活動に大きな影響を及ぼす。本症例でもDPAAへの曝露によって脳内のDNAメチル化に変化が生じ、遺伝子発現のオン・オフが切り替わった結果、神経変性に至った可能性が高い。そこで、本研究ではDPAA(1 mg/kg/day)投与後の非ヒト霊長類(カニクイザル)の脳組織を経時的に(投与5・29・170・339日後)サンプリングし、イルミナ社のアレイによって、そのゲノムDNA内のメチル化サイトを網羅的に検出する。以上の解析によって、DPAAによる脳の神経変性機序を分子レベルで明らかにすることを目的とする。
最終年度はDPAA投与後のカニクイザル脳の4つの領域(後頭葉、小脳、側頭葉内側部、側頭葉外側部)から抽出したRNAを用いてRNAシークエンシングを行い、網羅的な遺伝子発現解析を行い、側頭葉内外側部については全データが揃った。同発現データを解析したところ、どの投与群においてもミクログリアの活性低下が際立っていた。
研究期間全体を通して、メチル化変動および遺伝子発現いずれにおいても、側頭葉内外側部におけるプロフィールが他の脳領域と比較して大きく異なることが判明した。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 霊長類の脳が有機ヒ素によって変性する際の分子機序の解明2023

    • 著者名/発表者名
      増田知之、大桃秀樹、文東美紀、仲地ゆたか、岩本和也
    • 学会等名
      第64回日本組織細胞化学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機ヒ素化合物ジフェニルアルシン酸への曝露による神経変性の促進2023

    • 著者名/発表者名
      増田知之、石井一弘
    • 学会等名
      第64回日本組織細胞化学会学術集会

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公開日: 2024-12-25  

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