食事制限に対する適応過程:遺伝子発現とタンパク質解析

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700万年の人類史において、我々の祖先は度重なる飢饅等のストレスを経験した。この経験を通じて我々の身体にはストレスに対する潜在機能が備わったと考えられる。平成17年度は、食事制限に対する適応過程を検討するため、インビポ実験モデルや生体試料を用いて遺伝子発現やタンパク質にどのような影響を及ぼすのかを検討し、様々なストレス関連遺伝子の発現誘導を確認した。H18年度は、H17年度に得られたデータの解析や文献学的検討を行うと共に、インビトロモデルを用いた追加実験を行った。ラットを自由摂取群と絶食群の2群に分け、自由摂取群及び絶食群の血清を採取した。この血清を添加した培地を用いてラット初代肝細胞やH35 rat hepatoma細胞を培養した。これ等の細胞に熱ストレスや酸化ストレスを加えた後、細胞の生存率を検討した。また、培養細胞よりRNAを抽出し、real-time PCR法にてアポトーシス関連遺伝子(Bax、bcl-2、caspase)、肝細胞増殖因子遺伝子(HGF)、熱ショックタンパク質であるHSP70の遺伝子の発現を定量した。熱ストレスや酸化ストレスを加えた後の細胞の生存率は、絶食群ラット血清存在下で培養したH35細胞と、自由摂取群ラット血清で培養した細胞の間に明らかな差を認めなかった。しかし、絶食群ラット血清存在下で培養した細胞は、自由摂取群ラット血清で培養した細胞に比べて、HSP70の遺伝子の発現量が有意に増加していた。本インビトロモデルによる研究結果は、H17年度の結果であるインビボでの短期絶食による肝臓のストレス関連遺伝子の発現誘導を支持するものであり、絶食によるストレス耐性増強のメカニズムの一部である可能性が示唆された。本研究結果は第77回日本衛生学会(H19年3月、大阪)で報告した。