2017 Fiscal Year Annual Research Report
食・栄養が脳・神経系に及ぼす影響の解析－うつ病危険因子としての葉酸欠乏－
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17J03416
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
西田 将治 摂南大学, 摂南大学大学院薬学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 葉酸欠乏 / 海馬 / 神経成熟 / DNAメチル化 / ヒストンメチル化 / S-アデノシルメチオニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、葉酸欠乏により神経細胞の成熟異常が引き起こされるメカニズムを明らかにするために、葉酸欠乏培地で培養したマウス胎仔脳由来神経幹細胞および葉酸欠乏マウスを用いて検討を行った。
まず、マウス胎仔脳由来神経幹細胞を葉酸欠乏培地または対照培地で7日間接着培養することで分化させ、免疫染色法により細胞の分化・成熟を評価した。葉酸欠乏条件で分化した細胞では、神経細胞であるTuj1陽性細胞の数が増加しており、神経細胞への分化が促進しているものと考えられた。しかしながら、成熟神経細胞であるMAP2陽性細胞の数は減少しており、in vitroにおいても神経成熟抑制が確認できた。また、葉酸欠乏条件で分化させた細胞ではDNAメチル化やヒストンH3K27トリメチル化といったメチル基修飾が減少していた。こうしたメチル基修飾の減少は、葉酸欠乏によるメチル基供与体の不足によるものであり、神経成熟抑制に関与するものと推測される。そこで、メチル基供与体不足によるメチル基修飾減少と神経成熟抑制の関連性を明らかにするために、メチル基供与体であるS-アデノシルメチオニン（5 μM）を葉酸欠乏培地中に添加したところ、葉酸欠乏によるMAP2陽性細胞数の減少は対照培地で培養した場合と同程度にまで改善した。
In vitroにおいて神経成熟抑制におけるメチル基修飾減少の関与が示唆されたことから、in vivoにおいてS-アデノシルメチオニンの影響を検討した。葉酸欠乏マウスに対して、7週齢時から2週間S-アデノシルメチオニン（50 mg/kg/day）を腹腔内投与した結果、葉酸欠乏によるうつ様行動と神経成熟抑制の改善が見られた。
以上の結果から、葉酸欠乏によりメチル基供与体の不足が生じることでメチル基修飾が減少し、神経細胞の成熟が抑制されることでうつ様行動が誘発されるものと推察される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度研究計画として、1）葉酸欠乏培地で培養した神経幹細胞における細胞の分化・成熟度の評価、2）培養神経幹細胞における神経細胞への分化・成熟に対するメチル基供与体の影響の解析、3）神経細胞の分化・成熟に関わる遺伝子のDNAメチル化状態の解析、4）葉酸欠乏マウス海馬のメチル化シトシン陽性細胞の局在の解析 を挙げていた。 項目1）、2）において、培養神経幹細胞の培養条件やS-アデノシルメチルメチオニン濃度の検討をしていたため、項目3）および4）に関しては解析途中であり、次年度においても引き続き検討していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、葉酸欠乏によるメチル基修飾異常が神経成熟抑制を引き起こすメカニズムを明らかにするために、葉酸欠乏が神経細胞の分化・成熟に関わる遺伝子の発現に及ぼす影響を解析する。変動が見られた遺伝子に関してはプロモーター領域におけるDNAやヒストンのメチル化状態をMethylated CpG island recovery assayおよびクロマチン免疫沈降法により解析する。また、葉酸欠乏が生体内のストレス応答系であるHPA 系の機能に与える影響を評価するために、ストレス曝露やデキサメタゾン投与による血中グルココルチコイド濃度の変動をELISA 法により測定する。
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[Presentation] Folate deficiency-induced depression-like behavior, DNA hypomethylation and abnormal neuronal maturation in mice.2017
Author(s)
Shoji Nishida, Yuko Takenaka, Ikuyo Harada, Ryo Takemura, Sota Asari, Shin Tachibana, Misato Tsuboi, Yoshitaka Nakamura, Ryota Araki, Takeshi Yabe
Organizer
第60回 日本神経化学会大会
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