成長後の神経可塑性を左右する発達脳での転写制御と微量化学物質による破綻機構の解明

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26860852
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 谷田 任司 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30589453)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: エストロゲン関連受容体 (ERR) / エストロゲン受容体 (ER) α / Thy1-GFPマウス / FRAP / FRET

研究実績の概要

転写調節因子として働くエストロゲン関連受容体 (estrogen-related receptor: ERR) は3つのサブタイプα，β，およびγからなり，内因性リガンドの見付かっていないオーファン受容体でる。ERRは正常な神経発達やエネルギー産生に必須の分子である一方，複数の有機塩素系農薬成分や内分泌攪乱物質であるビスフェノールA (BPA)等と強く結合することが知られており，近年増加している軽度発達障害との関連性が疑われている。初年度においては，ERR誘導性の遺伝子発現が神経の可塑性に関与するか否かを突き止めることを目的とし，以下の実験を行ったので報告する。
1) Thy1-GFPマウス（M-line）胎児の海馬由来の初代培養系を確立した。現在，ERR発現ベクターの導入やERRと結合する化合物の投与による樹状突起スパインの変化の解析を目指し，実験を継続中である。
2）エストロゲン受容体 (ER)αは，正常な脳発達や神経可塑性，情動，社会行動等に重要な役割を果たすことから，ERRのERαに対する作用について調べた。FRAP解析により，ERαの選択的アゴニストであるPPTの存在下においてERRβはERαの可動性を低下させるが，抗エストロゲン剤であるOHTの存在下ではERRβはERαの可動性に影響を与えないことが判明した。また，FRET法により，エストロゲンの存在下でERRβはERαと直接的に相互作用を起こすことが示された。
3）ERα陽性であるMCF-7細胞にERRβ発現ベクターを導入すると，ERα標的遺伝子のうちbcl-2の発現は有意に低下したが，c-mycの発現は変化しなかった。以上より，ERαの標的遺伝子にはERRβによって影響されるものとされないものが存在することが分かった。
2）および3）の結果より，ERRβはアゴニストによって活性化したERαと直接的に相互作用を起こし，その可動性を低下させることでエストロゲンシグナルを選択的に調節することが示された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度においては，当研究課題における神経可塑性の解析に必須であるThy1-GFP系マウスの海馬初代培養系を確立することが出来た。また，正常な脳発達や神経可塑性に必須であるエストロゲンシグナルに対するERRの関与について明らかにすることが出来た。初年度の研究成果を基盤として，次年度以降の計画を更に推進出来るものと考えられる。

今後の研究の推進方策

次年度以降は，ERRが神経の発達や可塑性を制御するメカニズムの解明を目指す。ERRを豊富に発現するThy1-GFPマウス新生児の初代神経細胞培養系を用い，選択的阻害剤を用いたERRの阻害実験および遺伝子導入によるERR過剰発現実験を行う。評価項目としては，ニューロンの生存，突起の伸長，スパインの形態，密度，大きさ等とし，これらを定量的に評価する。更に，成熟／未成熟マーカー，その他マーカータンパクを用い，蛍光免疫細胞化学染色によりニューロンの成熟や分化が如何に変化するかを検証する。

次年度使用額が生じた理由

科研費申請の際，初年度には論文投稿関係費として200千円を確保しておく予定であった。科研費獲得後，研究計画を実際に遂行すると，想定していた程の支出を生じずに成果を得ることができ，当初計画通り200千円を用いて研究成果を論文に投稿することとなった。しかしながら，論文は次年度の刊・号に掲載されることとなり，投稿／掲載料等は次年度に支払うこととなった。結果的に，当初計画にあった論文投稿関係費の200千円が次年度に繰り越されることとなり，これは妥当であると考えられる。

次年度使用額の使用計画

上記の通り，初年度に得られた研究成果を論文にて発表するために使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Estrogen-related receptor β reduces the subnuclear mobility of estrogen receptor α and suppresses estrogen-dependent cellular function (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanida T, Matsuda KI, Yamada S, Hashimoto T, Kawata M
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 290 ページ: 12332-12345
  • DOI: doi: 10.1074/jbc.M114.619098
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fetal exposure to 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin transactivates aryl hydrocarbon receptor-responsive element III in the tyrosine hydroxylase immunoreactive neurons of the mouse midbrain (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanida T, Tasaka K, Akahoshi E, Ishihara-Sugano M, Saito M, Kawata S, Danjo M, Tokumoto J, Mantani Y, Nagahara D, Tabuchi Y, Yokoyama T, Kitagawa H, Kawata M, Hoshi N
  • 雑誌名: Journal of Applied Toxicology 巻: 34 ページ: 117-126
  • DOI: doi: 10.1002/jat.2839
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distribution of gastrin-releasing peptide in the rat trigeminal and spinal somatosensory systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Takanami K, Sakamoto H, Matsuda KI, Satoh K, Tanida T, Yamada S, Inoue K, Oti T, Sakamoto T, Kawata M
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 522 ページ: 1858-1873
  • DOI: doi: 10.1002/cne.23506
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Insight into the mechanism of reproductive dysfunction caused by neonicotinoid pesticides (2014)
  • 著者名/発表者名: Hoshi N, Hirano T, Omotehara T, Tokumoto J, Umemura Y, Mantani Y, Tanida T, Warita K, Tabuchi Y, Yokoyama T, Kitagawa H
  • 雑誌名: Biological and Pharmaceutical Bulletin 巻: 37 ページ: 1439-1443
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1248/bpb.b14-00359
  • 査読あり
• [学会発表] Hepatocyte Growth Factor/c-Met Has Proliferation Promoting And Anti-apoptosis Effects on Rabbit Nucleus Pulposus Cells In Vitro (2015)
  • 著者名/発表者名: Hidenobu Ishibashi, Takumi Ikeda, Hitoshi Tonomura, Munehiro Sakata, Masateru Nagae, Yasuo Mikami, Hiroyoshi Fujiwara, Takashi Tanida, Ken-ichi Matsuda, Mitsuhiro Kawata, Toshikazu Kubo
  • 学会等名: The Orthopaedic Research Society (ORS) Annual Meeting 2015, Program Book P80, Poster No. 0722
  • 発表場所: MGM Grand Hotel, LAS VEGAS
  • 年月日: 2015-03-28 – 2015-03-31
• [学会発表] エストロゲン受容体ERαとエストロゲン関連受容体ERRβによるエストロゲンシグナルの共調節 (2015)
  • 著者名/発表者名: 谷田任司，松田賢一，山田俊児，橋本 隆，河田光博
  • 学会等名: 第22回日本行動神経内分泌研究会学術集会／第120回日本解剖学会・第92回日本生理学会合同大会サテライトミーティング (一般演題4)
  • 発表場所: 神戸大学統合研究拠点コンベンションホール
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] Intracellular dynamics of estrogen-related receptors (2015)
  • 著者名/発表者名: Taisuke Uemura, Takashi Tanida, Ken Ichi Matsuda, Yu Sakaue, Yuki Takeda, Shunji Yamada, Mitsuhiro Kawata
  • 学会等名: Proceedings of the 120th Annual Meeting of the Japanese Association of Anatomists and the 92nd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan (P1-286)
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [学会発表] エストロゲン関連受容体ERRβによるエストロゲンシグナル調節機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷田任司，松田賢一，橋本隆，山田俊児，河田光博
  • 学会等名: 第22回日本ステロイドホルモン学会学術集会（内分泌ウィーク2014）プログラム・抄録集p41, A2-1
  • 発表場所: 東京，都道府県会館
  • 年月日: 2014-11-03
• [学会発表] かゆみを伝える神経ネットワーク (2014)
  • 著者名/発表者名: 高浪景子，坂本浩隆，宮崎直幸，村田和義，佐藤慧太，坂本竜哉，谷田任司，山田俊児，松田賢一，河田光博
  • 学会等名: 第41回日本神経内分泌学会学術集会（内分泌ウィーク2014）プログラム・抄録集p70, 基礎#3
  • 発表場所: 東京，都道府県会館
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [学会発表] Effects of hepatocyte growth factor on nucleus pulposus cells in culture (2014)
  • 著者名/発表者名: 石橋秀信，池田 巧，外村 仁，長江将耀，三上靖夫，水野健太郎，野々村卓，阪田宗弘，谷田任司，松田賢一，河田光博，久保俊一
  • 学会等名: The 29th Annual Research Meeting of the Japanese Orthopaedic Association
  • 発表場所: 鹿児島市城山観光ホテル
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-10
• [学会発表] Estrogen-related receptor β reduces subnuclear mobility of estrogen receptor α and suppresses estrogen-dependent cellular function (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Tanida, Ken Ichi Matsuda, Takashi Hashimoto, Shunji Yamada, Mitsuhiro Kawata
  • 学会等名: The International Congress of Neuroendocrinology (ICN2014)
  • 発表場所: Hilton Sydney, Australia
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-20
• [学会発表] Neural circuit of the itch to consider from the expression of gastrin-releasing peptide in the rat somatosensory systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiko Takanami, Hirotaka Sakamoto, Ken Ichi Matsuda, Keita Satoh, Takashi Tanida, Shunji Yamada, Kaihei Inoue, Takumi Oti, Tatsuya Sakamoto, Mitsuhiro Kawata
  • 学会等名: 18th Congress of the International Federation of Associations of Anatomists (IFAA2014), Annals of Anatomy, 196 (2014) S1, pp. S183
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2014-08-08 – 2014-08-10
• [備考] 京都府立医科大学 大学院医学研究科 解剖学・生体構造科学 ホームページ
  • URL: http://www.f.kpu-m.ac.jp/k/anat1/