食物性ストレスに対する腸管と中枢神経高次機能の臓器組織間相互作用機序の解明

近年、網羅的な遺伝子発現解析の結果、外部からのストレスによって脳を含む様々な組織で遺伝子発現が変化することが知られて来ている。しかし、腸管ストレスと中枢神経機能の臓器組織間相互作用のメカニズムは、ほとんど分かっていないのが現状である。そこで今回、腸管と脳高次機能の相互作用機序の解明するため以下の実験を行った。動物モデルは、不安感受性が高い系統であるDBA/2J、A/J、129S6/SvEvTacマウス及び不安感受性が低い系統種であるC57B/6、C3H/HeJ、FVB/NJマウスの両系統種を用いた。種々の行動解析装置を用いて表現系に最も差が生じるペアを評価したところ、DBA/2J及びC57B/6Jマウスのペアが不安および情動特にADHDなどの衝動性に関するパラメータに最も差が生じることを明らかにした。次に、腸管と中枢神経高次機能の臓器組織間相互作用する分子の同定するために、DBA/2J及びC57B/6Jマウスの脳・小腸からRNAサンプルを抽出した。脳からは特に情動(不安)制御に関連している扁桃体、小腸からは特に十二指腸の上皮粘膜細胞を回収後total RNAを抽出し、GeneChip Mouse Genome 430 2.0 Array (Afflimetrix)にて両系統種から約39000遺伝子の発現について評価した。その結果、マウス扁桃体において、系統差が見られる遺伝子でC57マウスの発現量が高く、不安と正に相関する遺伝子は13個、不安と負に相関する遺伝子は72個であり、その内DNAチップで不安活性と正に相関している13遺伝子をRT-PCRで同定した。さらに、脳扁桃体と小腸十二指腸の発現パターンをClastering解析により比較検討したところ、脂質代謝関連遺伝子が最も相関していることを明らかにした。

近年、網羅的な遺伝子発現解析の結果、外部からのストレスによって脳を含む様々な組織で遺伝子発現が変化することが知られて来ている。しかし、腸管ストレスと中枢神経機能の臓器組織間相互作用のメカニズムは、ほとんど分かっていないのが現状である。そこで今回、腸管と脳高次機能の相互作用機序の解明するため以下の実験を行った。動物モデルは、不安感受性が高い系統であるDBA/2J、A/J、129S6/SvEvTacマウス及び不安感受性が低い系統種であるC57B/6、C3H/HeJ、FVB/NJマウスの両系統種を用いた。種々の行動解析装置を用いて表現系に最も差が生じるペアを評価したところ、DBA/2J及びC57B/6Jマウスのペアが不安および情動特にADHDなどの衝動性に関するパラメータに最も差が生じることを明らかにした。次に、腸管と中枢神経高次機能の臓器組織間相互作用する分子の同定するために、DBA/2J及びC57B/6Jマウスの脳・小腸からRNAサンプルを抽出した。脳からは特に情動(不安)制御に関連している扁桃体、小腸からは特に十二指腸の上皮粘膜細胞を回収後total RNAを抽出し、GeneChip Mouse Genome 430 2.0 Array (Afflimetrix)にて両系統種から約39000遺伝子の発現について評価した。その結果、マウス扁桃体において、系統差が見られる遺伝子でC57マウスの発現量が高く、不安と正に相関する遺伝子は13個、不安と負に相関する遺伝子は72個であり、その内DNAチップで不安活性と正に相関している13遺伝子をRT-PCRで同定した。さらに、脳扁桃体と小腸十二指腸の発現パターンをClastering解析により比較検討したところ、脂質代謝関連遺伝子が最も相関していることを明らかにした。