マウス遺伝学的手法を用いた栄養素の脳機能に対する役割の解明と障害改善への応用
【研究分野】食品科学
【研究キーワード】
レチノイン酸 / レチノイン酸受容体 / 脳機能 / 遺伝子操作マウス / 学習・記憶 / トリプトファン / 情動行動 / 海馬 / 転写調節
【研究成果の概要】
脳機能に対する栄養素の役割を明らかにして、栄養素を脳機能障害改善に役立てることを目標として、レチノイン酸とトリプトファンに着目して研究を進めた。
(1)レチノイン酸受容体RARコンディショナル変異マウスの作製と解析
テトラサイクリンシステムによる制御下で野生型あるいはドミナントネガティブ型RARを発現制御可能なコンディショナル変異マウスの作製及び解析を進めた。同時に野生型RARを前脳領域特異的に過剰発現するトランスジェニックマウスの作製及び解析も進めた。外来遺伝子の高発現が観察されたトランスジェニックラインを用いた行動学的解析から、成体のマウスにおいて野生型RARが高発現した場合には、空間記憶・恐怖記憶及び社会認知記憶形成能力が顕著に向上することが示された。これら変異マウスではRARの標的遺伝子であるRARβの高発現が観察されたことから、レチノイン酸情報伝達経路が学習・記憶能力を正に制御することが示唆された。また、ドミナントネガティブ型RAR変異体過剰発現マウスの作製にも成功し、今後解析を続ける予定である。
(2)脳機能に影響を及ぼす栄養素の検索とその脳機能に対する役割の解析;神経伝達物質セロトニンの前駆体である必須アミノ酸トリプトファンの制限食をマウスに給餌することで、トリプトファン長期摂取制限の学習・記憶能力に対する影響を解析した結果、トリプトファン摂取制限は扁桃体依存性の学習・記憶能力には影響を与えなかったが、海馬依存性の恐怖条件付け文脈学習能力の減退が観察された。一方、トリプトファンの制限量を制限すると情動行動に変化が観察されることから、申請者らが開発した不安障害モデルマウスであるCaMKII過剰発現マウスにトリプトファン制限食を給餌した。その結果、トリプトファン摂取制限により、変異型マウスの示す不安行動亢進が緩和されることが明らかとなり、トリプトファンの摂取調節によって精神障害が改善されることが強く示唆された。今後のトリプトファン摂取調節による不安障害緩和への応用が期待された。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
鈴木 章円 | 東京農業大学 | 応用生物科学部 | 博士研究員 | (Kakenデータベース) |
加藤 健一 | 東京農業大学 | 応用生物科学部 | 技術職員 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2006 - 2007
【配分額】3,920千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 420千円)