RNA-seq based transcriptome analysis on novel mechanism(s) of learning and memory

基于RNA-seq的学习和记忆新机制的转录组分析

基本信息

批准号：
20K15991
负责人：
石本尚大
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、食物由来アミノ酸ergothioneine (ERGO)のマウスへの投与により、行動試験で記憶学習能力の向上が認められたマウスの海馬における網羅的トランスクリプトーム解析により記憶に関連する候補遺伝子を複数見出した。本研究期間ではさらに、見出された分子の、ヒトにおける認知機能向上を反映する血中バイオマーカーとしての可能性についても検討を加え、ヒトにおいてもマウスと同様のメカニズムが起こり得ることを考察した。そこで、血液中に含まれる脳内環境を反映する脳由来細胞外小胞(EVs)における候補分子の発現プロファイルを評価することで、ヒト脳機能を推測できる可能性を考えた。検体は、ERGOの認知機能改善効果を確認した臨床試験における被験者の血清を用いた。超遠心分離法によりEVsを単離し、Western blottingによりEVsマーカーCD63および脳由来EVsマーカーSNAP25を検出し、脳由来EVsが含まれることを確かめた。本研究課題において見出された候補分子のうち、ある候補遺伝子の産物であるタンパク質Yに着目し、発現量を評価したところ、偽薬群と比較して血清中EVsにおけるタンパク質Yの発現量は有意に高かった。さらには、EVs中のタンパク質Yの発現量は、血清中ERGO濃度および認知機能評価試験の一部の評価項目と正の相関を示し、ERGOによるヒトの認知機能改善において、タンパク質Yが関与する可能性、またEVsにおけるタンパク質YがERGOによる認知機能改善の薬効バイオマーカーとなり得る可能性を示唆した。

在这个研究主题中，我们通过在小鼠海马中进行了全面的转录组分析，发现了多种与记忆相关的候选基因，在该小鼠的海马中，在给小鼠施用时，源自食物来源的氨基酸Ergothionine（ERGO）可以提高行为测试中的记忆学习能力。在本研究期间，我们还研究了作为反映人类认知改善的血液生物标志物发现的分子的潜力，并检查了小鼠可能发生类似机制的可能性。因此，我们认为可以通过评估反映血液中包含的脑环境的细胞外囊泡（EV）中候选分子的表达谱来推断人脑功能的可能性。在临床试验中，这些标本是来自受试者的血清，证实了ERGO对改善认知功能的影响。通过超速离心分离EV，并通过Western印迹检测到EVS标记CD63和脑衍生的EVS标记SNAP25，以确认包括脑衍生的EV。在本研究主题中发现的候选分子中，当我们专注于蛋白质y（特定候选基因的产物）并评估了表达水平时，血清电动汽车中蛋白质Y的表达水平明显高于安慰剂组中。此外，EV中蛋白质Y的表达水平与血清ERGO浓度和认知功能评估测试中的某些终点呈正相关，这表明蛋白质Y可能与ERGO通过ERGO在人类中的认知功能有关，EV中的蛋白质Y可能是通过ERGO通过ERGO来改善认知功能的药物生物标志物。