2014 Fiscal Year Annual Research Report
低分子脂溶性ホルモンを介する脳の機能的発達調節に及ぼす環境因子の影響
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25281024
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
鯉淵 典之 群馬大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80234681)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹下 章 公益財団法人冲中記念成人病研究所, その他部局等, 研究員 (20322646)
高鶴 裕介 群馬大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30446265)
はい島 旭 群馬大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70555672)
岩崎 俊晴 群馬大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (80375576)
下川 哲昭 高崎健康福祉大学, 健康福祉学部, 教授 (90235680)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 環境因子 / 脳発達 / ホルモン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では核内受容体 を介する遺伝子発現変化によるシナプス再編や神経伝達への影響を調べるため，in vitro の分子生物学的実験を，モデル動物を用いた2 光子励起顕微鏡によるシナプス動態の長期的観察，電気生理学的解析，および行動解析実験と組み合わせ，統合的に解析することである。
in vivo 実験では，1) 母子解離動物モデルを用い，周産期のグルココルチコイド環境を変化させた。成熟後，2光子顕微鏡を用いて解析し，ミクログリアの動態が変化していることを明らかにした（2015年度に論文発表）。また，in vivo microdialysisにおいて脳内グルタミン酸の動態が変化していることも報告した（論文発表），2) 小脳プルキンエ細胞に特異的にドミナントネガティブ甲状腺ホルモン受容体を発現する動物を用いて，成熟後に脳形態には異常を生じないものの，小脳失調を生じることを明らかにした（2015年に論文発表）。3) 環境化学物質投与による解析ではPCBおよびPFOSの胎生期もしくは周産期投与により工事機能に影響が生じることを明らかにした（一部発表）。
初代培養神経細胞を用いた実験では，1) 上記2)のマウスを用いて初代培養をおこない，甲状腺ホルモンの直接作用が低下していることを確認した（2015年に論文発表）。さらに，マイクロアレイにより発現が変化する遺伝子を同定し，現在解析を進めている。2) 初代培養プルキンエ細胞に環境化学物質PFOSを投与したところ，形態異常を生じたので，解析を続けている（投稿準備中）。
分子生物学的実験では 1) 2014年に甲状腺ホルモンの標的であることがわかったNa/K ATPase遺伝子についてプロモーター領域の解析を行い，甲状腺応答配列をほぼ同定した（論文執筆中）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
基盤的研究の部分（環境因子によるホルモンを介した脳発達への影響）では予定以上の成果を挙げ，（2015年発表のものも含め）複数の論文も発表することができた。また，マイクロアレイの解析も開始した。環境化学物質による修飾作用でも，行動解析および培養細胞を用いた試験でも一定の結果を得て，一部は論文発表には至り，また平成27年度もさらに論文を発表できる目処も立っている。これらを併せて当初計画以上の進展とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vivoでは，今後も引き続き，行動解析，in vivo でのシナプス動態と神経伝達物質動態の長期的観察をおこなう，周産期にホルモン環境を変化させたり，環境化学物質を投与した動物での行動解析を，オペラント系を使って，高次脳機能を中心に調べる。また，行動が変化した動物を用いて，2 光子励起顕微鏡による，in vivo でシナプス動態の長期的観察を一部開始する。並行し，パッチクランプ法や顕微測光による神経細胞興奮性解析を開始する。
初代培養神経細胞を用いた実験では，ホルモンや環境化学物質による形態変化や興奮性を解析する。ホルモンや環境化学物質投与による形態変化と顕微測光による細胞興奮性を解析後、RNAを採取して標的となる遺伝子発現を調べる。可能であれば、Laser capture microdissection により形態変化した細胞のRNA を別個に採取し，遺伝子発現を解析する。
分子生物学的解析では，in vivo 実験のマイクロアレイ解析で発現変化した遺伝子のプロモーターの解析をおこない。特異的核内受容体のエンハンサー領域の同定をめざす。また，使用経験のない化学物質に対しては，in vitro実験でNR を介する転写調節への作用点を解析の後，上記in vivo 解析へとつなげる。現在使用していない化学物質の影響は継続的にレポーターアッセイなどで解析する。
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| Causes of Carryover |
計画どおりに執行したが、効率的に使用した結果、助成金に残額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
２７年度の予算に合わせて計画的に使用する。
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[Journal Article] Possible involvement of IGF-1 signaling on compensatory growth of the infraspinatus muscle induced by the supraspinatus tendon detachment of rat shoulder.2014
Author(s)
Ichinose T, Lesmana R, Yamamoto A, Kobayashi T, Shitara H, Shimoyama D, Takatsuru Y, Iwasaki T, Shimokawa N, Takagishi K, Koibuchi N.
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Journal Title
Physiological Rep.
Volume: 2
Pages: e00197
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Spikar, a novel drebrin-binding protein, regulates the formation and stabilization of dendritic spines.2014
Author(s)
Yamazaki H, Kojima N, Kato K, Hirose E, Iwasaki T, Mizui T, Takahashi H, Hanamura K, Roppongi RT, Koibuchi N, Sekino Y, Mori N, Shirao T
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Journal Title
J Neurochem
Volume: 128
Pages: 507-522
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Altered cerebellum development and dopamine distribution in a rat genetic model with congenital hypothyroidism.2014
Author(s)
Shimokawa N, Yousefi B, Morioka S, Yamaguchi S, Ohsawa A, Hayashi H, Azuma A, Mizuno H, Kasagi M, Masuda H, Jingu H, Furudate SI, Haijima A, Takatsuru Y, Iwasaki T, Umezu M, Koibuchi N
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Journal Title
J Neuroendocrinol
Volume: 26
Pages: 164-175
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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