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2013 年度 実施状況報告書

母胎間シグナル伝達から迫る精神・神経疾患スペクトラムの胎児起源仮説

研究課題

研究課題/領域番号 24659512
研究機関金沢医科大学

研究代表者

八田 稔久  金沢医科大学, 医学部, 教授 (20238025)

キーワード大脳皮質 / 白血病抑制因子 / 妊娠 / 胎盤 / 炎症 / DOHaD
研究概要

本研究では、我々が同定した母-胎児間シグナル伝達(母体LIF-胎盤ACTH-胎児LIF)による胎児脳の発生調節機構が、母体免疫亢進に伴うIL-6過剰状態により破たんすることによって、胎児大脳皮質の形成障害や出生後の精神・神経疾患の素因になるという作業仮説の検証を行い、精神神経疾患DOHaDの分子基盤解明に迫る。本年度は、妊娠12.5日のC57BL/6J雌マウスにPoly I:C[0、 4 (poly 4)、20 (poly 20) mg/kg BW) を腹腔内投与し、母体免疫亢進の程度と胎児脳における神経幹/前駆細胞数の関係について検討を行った。神経幹/前駆細胞の細胞分裂頻度を評価するために、Poly I:C投与48時間後(14.5 dpc)に、5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU)を母獣の腹腔内に投与した。EdU投与2時間後に胎児を摘出し、脳の連続パラフィン切片を作成した。共焦点レーザー顕微鏡下にStereo Investigatorを用いたステレオロジー解析を行い、右側大脳新皮質におけるニューロン総数およびEdU陽性細胞総数ならびEdU陽性細胞率を求めた。その結果、14.5 dpcでは、大脳皮質ニューロンの総数はPoly I:C投与群とコントロールに差はないが、EdU陽性細胞率はpoly 4およびpoly 20でともに減少していた。一方、出生直前の18.5 dpcでは、大脳皮質ニューロンの総数は、Poly I:C投与により減少することが明らかとなった。また、皮質ニューロンの総数と大脳皮質体積には正の相関関係があり、それらはいずれもPoly I:C投与量とは負の相関性を持つことが示された。この結果は、胎児脳脊髄液中のLIF濃度、胎児血清中のACTHがいずれもPoly I:Cで減少することに対応する結果と考えられる。

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25年度は、母体免疫亢進の胎児大脳皮質の形成に与える影響を、組織定量学的に評価するために、direct 3D counting法を用いたステレオロジー解析を行った。この方法は、通常の組織切片を用いて細胞数を二次元でカウントする場合に不可避であるスプリッティングエラーを含まず、サンプリングに伴うバイアスも極めて少ない、最も優れた組織定量解析手法であり、我々の研究でも有意義な成果が得られた。しかし、計測結果の高い精度とのトレードオフとして、解析に長時間を要することが欠点である。このため、平成25年度に予定していた胎児脳の遺伝子発現プロファイルの変化を解析することができなかった。また、LIFおよびACTH下流のパスウエイを構成する分子群に対するノックダウン実験を予定していたが、予備実験では十分な機能阻害効果が得られず、実験系の変更を検討する必要がある。

今後の研究の推進方策

ステレオロジーによる組織定量解析は、脳形成障害の評価には必須である。このため、平成25年度に試行した、共焦点スキャナユニット(CV7000、横河電機、金沢医大に設置済み)を用いた自動解析法の導入を検討するなど、実験の効率化を図る。また、DNAマイクロアレイ解析については、本学共同研究施設に解析装置が整備済みであり、専門のオペレータの協力が得られるため、それらを活用する。ノックダウン実験については、ベクターの選定、ノックダウンコンストラクトの最適化などを検討すると同時に、胎盤ACTHのシグナルに対する受容体であるメラノコルチン受容体5 (MC5R) ノックアウトマウスを導入し、研究に用いる。

次年度の研究費の使用計画

母体免疫亢進の程度による胎児脳の遺伝子発現プロファイルを比較検討する予定であったが、脳の組織定量解析に大半の時間を割いたため、DNAマイクロアレイ解析を行うことができなかった。
またノックダウン実験系を確立するための時間的余裕が十分に得られなかったため、複数のノックダウンコンストラクトを比較検討することができなかった。
DNAマイクロアレイ用チップ代および関連薬品代として600,000円、ノックダウン実験用薬品代として78,572円を計上する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Significance of sugar chain recognition by galectins and its involvement in disease-associated glycosylation. (Review)2014

    • 著者名/発表者名
      Arikawa T, Simamura E, Shimada H, Nakamura T, Hatta T, Shoji H
    • 雑誌名

      Congenital Anomalies

      巻: 54(2) ページ: 77-81

    • DOI

      10.1111/cga.12055.

    • 査読あり
  • [学会発表] Maternal immune activation impairs the maternal-fetal leukemia inhibitory factor signal relay and reduces neural stem/progenitor cell proliferation2013

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukada, E.Simamura, H.Shimada, T.Akai, H.Iizuka, T.Hatta
    • 学会等名
      Neuroscience 2013
    • 発表場所
      San Diego, California
    • 年月日
      20131109-20131113
  • [学会発表] 大脳皮質形成に働く母胎間白血病抑制因子シグナル伝達経路は、母体免疫活性化により変動する2013

    • 著者名/発表者名
      塚田剛史,島村英理子,島田ひろき,赤井卓也,飯塚秀明,八田稔久
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第72回学術集会
    • 発表場所
      神奈川県 パシフィコ横浜
    • 年月日
      20131016-20131018
  • [学会発表] 組織画像スライド試験システムの教育効果2013

    • 著者名/発表者名
      黒田尚宏, 島田ひろき, 島村英理子, 東 伸明, 八田稔久
    • 学会等名
      第45回日本医学教育学大会
    • 発表場所
      千葉県 千葉大学亥鼻キャンパス
    • 年月日
      20130726-20130727
  • [学会発表] 中枢神経系の正常発生:脳はひとりで大きくなれるか?2013

    • 著者名/発表者名
      八田稔久
    • 学会等名
      第53回日本先天異常学会学術集会
    • 発表場所
      大阪府 千里ライフサイエンスセンター
    • 年月日
      20130721-20130723
    • 招待講演
  • [学会発表] メラノコルチンによるヒト赤芽球の分化調節機構2013

    • 著者名/発表者名
      仲島百合子, 島村英理子, 島田ひろき, 有川智博, 東海林博樹, 増田浩子, 大谷 浩, 八田稔久
    • 学会等名
      第53回日本先天異常学会学術集会
    • 発表場所
      大阪府 千里ライフサイエンスセンター
    • 年月日
      20130721-20130723
  • [学会発表] 35ゲージ針を用いたラット胎児脳室注入法2013

    • 著者名/発表者名
      島田ひろき, 島村英理子, 塚田剛史, 八田稔久
    • 学会等名
      第53回日本先天異常学会学術集会
    • 発表場所
      大阪府 千里ライフサイエンスセンター
    • 年月日
      20130721-20130723
  • [学会発表] マウス顎関節発生におけるエストロゲン関連受容体γの発現について2013

    • 著者名/発表者名
      金山景錫, 八田稔久, 島村英理子, 島田ひろき, 瀬上夏樹
    • 学会等名
      第53回日本先天異常学会学術集会
    • 発表場所
      大阪府 千里ライフサイエンスセンター
    • 年月日
      20130721-20130723
  • [学会発表] 神経-血管相互作用を介した血管ネットワーク形成におけるJunBの機能2013

    • 著者名/発表者名
      吉冨泰央, 池田崇之, 吉竹佳の, 八田稔久, 加藤伸郎, 米倉秀人
    • 学会等名
      金沢医科大学医学会 第39回総会・第49回学術集会
    • 発表場所
      石川県 金沢医科大学
    • 年月日
      20130706-20130706
  • [学会発表] 組織画像スライド試験システムを利用した復習促進効果2013

    • 著者名/発表者名
      黒田尚宏, 島田ひろき, 八田稔久, 東 伸明, 島村英理子, 堀 有行
    • 学会等名
      金沢医科大学医学会 第39回総会・第49回学術集会
    • 発表場所
      石川県 金沢医科大学
    • 年月日
      20130706-20130706
  • [学会発表] Leukemia inhibitory factorはinsulin-like growth factorを介してFibroblast growth factor 2の神経幹/前駆細胞の増殖作用を増強する2013

    • 著者名/発表者名
      島田ひろき, 島村英理子, 東海林博樹, 有川智博, 東 伸明, 八田稔久
    • 学会等名
      第36回神経科学大会
    • 発表場所
      京都府 国立京都国際会館
    • 年月日
      20130620-20130623
  • [学会発表] Concentration of leukemia inhibitory factor in fetal cerebrospinal fluid is altered following maternal immune activation2013

    • 著者名/発表者名
      T.Tsukada, E.Simamura, H.Shimada, T.Akai, H.Iizuka, T.Hatta
    • 学会等名
      第36回日本神経科大会
    • 発表場所
      京都府 国立京都国際会館
    • 年月日
      20130620-20130623
  • [学会発表] 顎関節症に女性ホルモンは関与するか-エストロゲンレセプターの免疫組織学的検討-2013

    • 著者名/発表者名
      金山景錫, 八田稔久, 山本奈央, 瀬上夏樹
    • 学会等名
      第67回日本口腔科学会学術集会
    • 発表場所
      栃木県 栃木県総合文化センター
    • 年月日
      20130522-20130524
  • [学会発表] 細胞内mRNA-タンパク質構造の可視化2013

    • 著者名/発表者名
      石垣靖人, 中村有香, 辰野貴則, 島田ひろき, 八田稔久, 桑畑 進, 中川秀昭, 竹上 勉, 友杉直久
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第69回学術講演会
    • 発表場所
      大阪府 ホテル阪急エキスポパーク
    • 年月日
      20130520-20130522
  • [産業財産権] 赤芽球の脱核方法及び脱核赤血球の維持方法2013

    • 発明者名
      八田稔久
    • 権利者名
      学校法人 金沢医科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-097312
    • 出願年月日
      2013-05-07
  • [産業財産権] 透明化生物標本作製用キット及び透明化生物標本作製方法2013

    • 発明者名
      八田稔久
    • 権利者名
      学校法人 金沢医科大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2013/079388
    • 出願年月日
      2013-10-30
    • 外国

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公開日: 2015-05-28  

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