Effect of vitamin C on neural development of the cerebral cortex.

维生素C对大脑皮层神经发育的影响。

• 批准号: 22K11775
• 负责人: 樋口 真弓
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11775/
• 关键词: 神経発生発達; ビタミンC; 突然変異; エピゲノム; 精神神経疾患

ビタミンCは抗酸化作用・コラーゲン合成・DNA脱メチル化などに関係し、胎児期においても高濃度で脳に存在し、神経発生発達に重要な役割を果たしていると考えられている。一方、発生発達段階で生じた神経細胞の突然変異やエピゲノムの異常は精神神経疾患の要因となることが近年明らかになってきた。本研究はビタミンCトランスポーターSlc23a2遺伝子を発生発達期の大脳皮質特異的に欠損させたマウスを作製してDNA損傷や体細胞突然変異、エピゲノムの変化を解析する。さらに、これらによって引き起こされる遺伝子発現量変化と行動異常を解析することで、ビタミンC欠乏が精神神経疾患の起因となるメカニズムを明らかにする。本年度は、（１）ビタミンCトランスポーターSlc23a2を大脳皮質特異的に欠損させたマウスの作製に成功した。Slc23a2を全身で欠損したマウスは脳内出血を引き起こし、生後すぐに死亡することがすでに報告されているが、本研究で作成したマウスは脳内の出血などは見られず、成熟個体まで成長できることが明らかとなった。ビタミンC生合成系遺伝子のノックアウトマウスは、各組織が重度のビタミンC欠乏状態となり致死となるのに対し、当該マウスは大脳皮質神経特異的にSlc23a2を欠損することで、これらの影響を排除し、神経細胞におけるビタミンCの欠乏による影響をダイレクトに解析することができる系であることが示唆された。（２）胎仔の大脳皮質組織切片からDNAを抽出しSlc23a2遺伝子をサンガーシークエンスにより解析したところ、LoxP配列を挿入した配列が欠失していることを確認した。また、同様にRNAを抽出して定量的RT-PCR解析を行い、Slc23a2の発現量が低下していることを確認した。

维生素C参与抗氧化作用、胶原蛋白合成、DNA去甲基化等，即使在胎儿期也以高浓度存在于大脑中，并被认为在神经发生和发育中发挥重要作用。另一方面，最近已经明确，发育阶段发生的神经元突变和表观基因组异常是神经精神疾病的因素。在这项研究中，我们将创建在发育期间大脑皮层中维生素C转运蛋白Slc23a2基因被特异性删除的小鼠，并分析DNA损伤、体细胞突变和表观基因组的变化。此外，通过分析由此引起的基因表达变化和行为异常，我们将阐明维生素C缺乏导致神经精神疾病的机制。今年，我们成功地 (1) 培育出大脑皮层特异性删除维生素 C 转运蛋白 Slc23a2 的小鼠；此前已有报道称，全身缺乏Slc23a2的小鼠会出现脑内出血，并在出生后不久死亡，但本研究中培育的小鼠并未出现脑内出血，并且能够生长至成年。维生素C生物合成系统基因的敲除小鼠的每个组织都严重缺乏维生素C并变得致命，而这些小鼠通过大脑皮层神经元中特定缺陷的Slc23a2来消除这些影响，这表明这是一个可以直接分析影响的系统。维生素C缺乏对神经细胞的影响。 (2)从胎儿大脑皮层组织切片中提取DNA，通过Sanger测序分析Slc23a2基因，结果确认插入了LoxP序列的序列被删除。另外，同样地提取RNA，进行定量RT-PCR分析，结果确认Slc23a2的表达量降低。