2019 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive neurochemical analysis of the effects of food and chemicals on children
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16K01872
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
酒井 久美子 大分大学, 医学部, 助教 (60225753)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花田 礼子 大分大学, 医学部, 教授 (00343707)
千葉 政一 大分大学, 医学部, 准教授 (20457633)
酒井 謙二 九州大学, 農学研究院, 教授 (50205704)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 亜鉛 / 脳 / メタボローム解析 / 行動 / 学習 / オミクス統合解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28-30年度までに、安息香酸亜鉛、安息香酸、亜鉛を添加した飼料で長期継代して飼育したマウスの脳で、行動解析、メタボローム解析、トランスクリプトーム解析を行った。その結果、メタボローム解析では、対照群を加えた4群で明らかに代謝に差があることが示された。行動解析においては、有意差はなかったが、安息香酸群のマウスは情緒に問題があることを示した。さらに亜鉛群のマウスは対照群と比較して、新規物体認識テストと社会的相互作用テストにおいて有意差がつき、学習・記憶力と社会性行動の向上が認められた。これらメタボローム解析、トランスクリプトーム解析の結果を合わせて、亜鉛群のマウスで脳機能が向上したメカニズムを明らかにするため、延長した最終年度では、統合オミクス解析ソフトウェアでバイオインフォマティクスを用いた解析を試みた。
脳組織切片のイメージング解析より、海馬に集中的に亜鉛が集積し、その量は対照群に対して約3倍の亜鉛を与えたマウスでは、約1.3倍であった。さらにこの部分のメタボローム、トランスクリプトーム解析から得られた結果を統合解析したところ、上流調節因子として、zinc-finger proteinやzinc transporterなどが抽出され、下流の亜鉛関連の発現変動遺伝子に作用し、発現変動代謝物と共に学習・記憶や社会性行動の向上などの脳の機能発現に関与するメカニズムの一端を解明した。
本研究では、継代して胎児期から授乳期、幼児期さらに青年期までの間、亜鉛を十分に与えられ続けたマウスで、脳機能が向上することがわかった。本研究課題の目的である、子ども達の学習障害や情緒障害など現代の社会問題と亜鉛摂取が密接に関連していることが分子レベルで明らかになった。ヒトでは妊婦や母乳において亜鉛不足が指摘されており、今後は亜鉛摂取を「食」を通じて勧めていく。
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