Mfsd2遺伝子KOマウスを用いた、脳内ＤＨＡによるエネルギー代謝調節機構の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09971
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 澤田 浩武 宮崎大学, 医学部, 教授 (40332895)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 盛武 浩 宮崎大学, 医学部, 教授 (40336300)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: Mfsd2 / ノックアウトマウス

Outline of Annual Research Achievements

脳はグルコース代謝だけでなく、脂肪酸代謝を活発に行っている臓器でもある。脳内の脂質はグルコースからも供給されるが、多くは血液脳関門を介して末梢から供給される。したがって、脳はグルコース代謝を中心としながらも脂肪酸代謝においても末梢組織と同様の調節機能を備えている。中でもDHAはエネルギー源であるとともに、正常な脳の成熟や機能に中心的な役割を果たす主要な多価不飽和脂肪酸である。しかし脳内にDHAの合成酵素はなく、末梢から供給される必要がある。Mfsd2はDHAのトランスポーターとして末梢のDHAを脳内に供給する役割を果たすことが2014年に明らかとなった。本研究は、末梢のDHAが十分であるにもかかわらず、普通食摂餌下飼育でも脳内のDHAが欠如するMfsd2ノックアウト(KO)マウスの解析を通じて、脳内DHAが個体の成長過程において中枢神経発達にどのような影響を及ぼしているのか、エネルギー代謝調節機構、および食物選択行動調節機構にどのような影響を及ぼしているかを解明する。Mfsd2 KOマウスの自由行動および８方向放射状迷路試験における行動解析で、様々な行動異常がみられた。これら行動異常をきたす原因として、注意欠陥、認知機能低下、記憶力低下、集中力低下、不安障害、が考えられた。この結果は、脳内DHAの欠如がマウスの発達遅滞、発達障害をきたしていると考えられ、ヒトの乳幼児期小児期におけるDHAの神経発達上の重要性を示唆するものと思われる。運動機能で平衡感覚の低下がみられたことから小脳機能障害が疑われるとともに、運動機能の観点からも脳内DHAが重要であるとことが示唆された。組織学的にはKOマウスの脳は萎縮（低形成）していた。また、嗅覚異常を伴なっている可能性があり、現在、評価中である。また、Mfsd2 KOマウスの出生後72時間以内の死亡率が高く、現在原因を精査中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

①KOマウスの繁殖が悪いため
②8方向放射状迷路における行動実験においては実験中のマウスの行動に確認すべき事項が追加されたため
③コストを節約する目的で、血液検体や臓器についてはすべて採取を完了した後に、一斉にすることを予定しているため

Strategy for Future Research Activity

①出生後72時間以内死亡の原因検索
②嗅覚異常の精査
③上記①②を含めたMfsd2 KOマウスの異常に関する組織学的検討
④論文発表作成

Causes of Carryover

初年度計画の「KOマウスの行動研究」は完了したが、予期せぬ行動異常があり、評価に時間を要した。またマウスの繁殖が悪く（生後72時間以内の高い死亡率）、「DHAとMfsd2の末梢および中枢における分布発現部位および経時的変化の確認」「食事組成に伴うDHA、LPC、Mfsd2の分布・発現変動の解析」「Mfsd2KOマウスの食物物選択行動およびエネルギー代謝特性の検討」に関する実験が個体数の不足により不十分であるとともに解析にかかる費用が少なくなった。今後、個体数を増加して解析する必要がある。
＜使用計画＞
現在、KOマウスの個体数が増加している。これにより、「DHAとMfsd2の末梢および中枢における分布発現部位および経時的変化の確認」「食事組成に伴うDHA、LPC、Mfsd2の分布・発現変動の解析」「Mfsd2KOマウスの食物物選択行動およびエネルギー代謝特性の検討」を完了し、論文作成する予定である。