新規亜鉛欠乏回復モデルの有効性～糖・脂質代謝における亜鉛の機能解析を中心に～

微量栄養素の機能解明において、当該栄養素欠乏からの回復過程を時系列的に解析する手法が有効だが、亜鉛においてはこのような手法の適用が困難である。その理由として亜鉛欠乏ラットに特有な3～4日を周期とした摂食量の増減（cyclic feeding; CF)の影響が推定される。そこで我々はCFを同期した新規亜鉛欠乏回復モデルを考案し、その有効性を検証することを目的として、CFの影響を特に受けやすいと推定される糖・脂質代謝における亜鉛の機能を解析した。動物実験では、亜鉛欠乏ラット(ZD)と通常食を亜鉛欠乏群の摂食量と同量与えるPair-Fed（PF）群を作製した。ZD群を3群に分け、解剖3時間（3h）、24時間（24h）前に硫酸亜鉛溶液を腹腔内投与し、亜鉛無投与群（ZD群、PF群）には、生理食塩水を腹腔内投与した。各群から肝臓を摘出し、用事まで-80℃で保存した。肝臓を試料としてDNAマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行った結果、亜鉛投与に応答すると推定される糖質および脂質代謝に関連する遺伝子が数種類検出された。さらに、肝臓を試料としたメタボローム解析を実施し、令和4年度は令和3年度に引き続きその詳細な解析を実施した。今後は、DNAマイクロアレイとメタボローム解析の結果に基づき、亜鉛投与に応答する糖質・脂質代謝関連分子を探索する。引き続き、遺伝子発現やタンパク質発現等の測定を通して再現性を確認し、本モデルの有効性を検証する。

微量栄養素の機能解明において、当該栄養素欠乏からの回復過程を時系列的に解析する手法が有効だが、亜鉛においてはこのような手法の適用が困難である。その理由として亜鉛欠乏ラットに特有な3～4日を周期とした摂食量の増減（cyclic feeding; CF)の影響が推定される。そこで我々はCFを同期した新規亜鉛欠乏回復モデルを考案し、その有効性を検証することを目的として、CFの影響を特に受けやすいと推定される糖・脂質代謝における亜鉛の機能を解析した。動物実験では、亜鉛欠乏ラット(ZD)と通常食を亜鉛欠乏群の摂食量と同量与えるPair-Fed（PF）群を作製した。ZD群を3群に分け、解剖3時間（3h）、24時間（24h）前に硫酸亜鉛溶液を腹腔内投与し、亜鉛無投与群（ZD群、PF群）には、生理食塩水を腹腔内投与した。各群から肝臓を摘出し、用事まで-80℃で保存した。肝臓を試料としてDNAマイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行った結果、亜鉛投与に応答すると推定される糖質および脂質代謝に関連する遺伝子が数種類検出された。さらに、肝臓を試料としたメタボローム解析を実施し、令和4年度は令和3年度に引き続きその詳細な解析を実施した。今後は、DNAマイクロアレイとメタボローム解析の結果に基づき、亜鉛投与に応答する糖質・脂質代謝関連分子を探索する。引き続き、遺伝子発現やタンパク質発現等の測定を通して再現性を確認し、本モデルの有効性を検証する。