| 研究課題/領域番号 |
20K11663
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
舟橋 伸昭 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (30727491)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | DOHaD / 生活習慣病 / AMPK / ビタミンD / 胎盤 |
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| 研究実績の概要 |
近年、日本では、低出生体重児の頻度が約10％と増加傾向にある。またDevelopmental Origins of Health and Disease (DOHaD) 説では低出生体重児は2型糖尿病をはじめ、様々な生活習慣病の発症リスクを高めるとされている。これらのことから、将来、生活習慣病の増加が危惧されている。しかし、母体栄養と、出生体重を含む児にもたらす影響との関連の分子的機序は、ほとんど明らかでない。これまでに、申請者らは母体の血中ビタミンD (VD) と胎盤のリン酸化AMP kinase (AMPK) 量、リン酸化AMPK量と児の出生体重、胎盤重量とに、それぞれ正の相関関係があることを見出している。また、児の出生体重、胎盤重量が異なる胎盤を用いて、網羅的遺伝子発現解析を行っており、胎盤重量、出生体重が高いと胎盤のSPXの発現量が増加し、胎盤重量、出生体重が低いとHIF3Aの発現量が増加することなど、特徴的な遺伝子発現パターンを見出していた。さらに、胎盤のモデル細胞のヒト絨毛ガン細胞株BeWoにAMPK活性化剤のAICAR処理により、SPXの発現量が増大し、HIF3Aの発現量が減少することを見出した。
そこで、AICAR刺激を行うことでBeWoが、どのようなシグナルが変動しているのかを明らかにするために、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析を行い、Gene ontology解析およびPathway解析を行った。その結果、AICARによりAMPKを活性化することより、DOHaD説と関連すると考えれているOne carbon metabolism (OCM) 経路が抑えられることが示された。さらに、リアルタイムPCR法により、個別のOCM関連遺伝子の発現を検討すると、AICAR処理により、OCM関連遺伝子の発現が減少することが示された。
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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
2021年度は、AICAR刺激によりAMPKを活性化させたヒト絨毛ガン細胞株BeWoを用いて、どのように遺伝子発現に影響を与えるかを明らかにするために、マイクロアレイ解析を行った。その結果、One carbon metabolism（OCM）経路に影響を及ぼしていることが明らかになった。従って、胎盤において、AMPKを活性化させることで、OCM経路に影響を与えることが示唆された。
しかしながら、当初の2021年の計画では、in vivo解析も行う予定であったが、初年度に大きく遅れたことが原因でin vivo解析まで進まなかった。従って、今回の進捗状況は「やや遅れている」と評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は、2021年度の計画に入っていて出来なかった分も含めて研究を推進する予定である。具体的には、以下の通りである。
①1,25(OH)2D3刺激したBeWoを用いて、マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を行う。
②VD投与あるいはVD欠乏マウス由来の胎盤、仔マウスの出生体重および表現型解析を行う。そのために、1,25(OH)2D3を経口投与したマウスあるいは、VD欠乏の食餌を用いたマウスについて、胎盤重量、胎盤のリン酸化AMPK量、仔マウスの出生体重を検討する。
③VD投与あるいはVD欠乏マウスの仔マウスを用いて、高脂肪食による肥満モデルを作製し、体重、インスリン分泌能、血糖値など主に糖代謝に関連する表現型を検討する。また妊娠期VD投与の影響を受ける臓器として仔マウス膵島に注目し、そのメカニズムとしてエピゲノム変化とそれに伴う遺伝子発現変化を考え、各仔マウス由来の膵島について、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現、網羅的DNAメチル化解析を行う。
④AICAR投与マウス由来の胎盤、仔マウスの出生体重および表現型解析を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症の影響により、初年度の計画が大幅に遅れたため、2021年度の当初の計画であったin vivo解析の実験を実施することができなかった。従って、2021年度に計画したin vivo解析用のマウス、関連試薬などを購入しなかったために、次年度に繰り越すこととなった。そこで、最終年度には、2021年度に実施できなかった実験を含めて研究を推進していく計画である。
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