【研究報告】（自然科学部門）

妊娠期の葉酸摂取状況が次世代の健康に及ぼす影響とDNA メチル化の関与

中田理恵子（現准教授）

奈良女子大学研究院生活環境科学系

緒言

講師

づいている。このプログラミングの仕組みとして、エピ葉酸は、ヌクレオチド、アミノ酸、たんぱく質などジェネティクスの関与が近年注目されている。エピジェの 生 体 に と っ て 重 要 な 物 質 の 合 成 に 関 与 し て お り、

ネティクスとは、遺伝子配列の変化を伴わない遺伝子発DNA 合成や細胞増殖に必須なビタミンである。その欠現制御のことであり、遺伝的要因だけでは説明できない乏によって貧血を呈することが知られ、葉酸は古くから生命現象の多様性や可塑性を説明するキーワードになっ抗貧血因子として理解されてきた。さらに、葉酸欠乏はている。すなわち、胎児期に曝された栄養環境により代メチオニンの脱メチル化反応によって生じるホモシステ

謝関連遺伝子のエピジェネティクス制御が個体ごとに調インの上昇を引き起し1）、動脈硬化症、認知症、骨粗節され、その後維持されることで遺伝子発現量に個体差しょう症、うつ病、糖尿病などの発症と関係しているこが生じ、成人期の肥満や生活習慣病の罹患性に影響を与とが注目されている。また、妊娠期に葉酸が欠乏するえると考えられる。と、新生児の神経管閉鎖障害のリスクが高まることが報

エピジェネティクスによる遺伝子発現制御を担う分告され、葉酸は妊娠期の必須のビタミンと認知されてい子機構の 1 つに、DNA メチル化がある。これは、ゲノる。

ム DNA のシトシン塩基に、S-アデノシルメチオニン

一方で、日本人の食生活は近年多様化しており、若（SAM）のメチル基が転移されて修飾を受け、その発現年女性においてもファストフードやインスタント食品、を調節する機構である。SAM は、生体内で主要なメチサプリメントの摂取過多、食文化の欧米化による動物性ル基供与体であるが、SAM の合成には、葉酸、ビタミ脂肪の摂取過多が問題となっている。さらに、食事習慣

ン B12、メチオニン、コリンといった食事由来の栄養素についても食事回数の増減、食事時間帯の遅延、ダイが必須である。私たちは、葉酸の生体内機能に関する研エットによるカロリー不足と栄養の偏りが指摘されてい究を長く行っており、これまでに葉酸欠乏食を摂取したる。特に、誤った体型に関する認識からの過度のやせ志ラットでは、著しく肝臓 SAM 量が減少していることを向が問題視され、母性を担う時期の女性自身および出生明らかにしている。以上から、妊娠前から葉酸摂取が不児の健康への影響が懸念されている。我々も、女子大学

足すると母親の SAM 量が減少し、それが胎児の DNA生を対象にした調査から、朝食欠食が生殖機能に及ぼすメチル化に影響を与え、その後それが維持されることで影 響 を 明 ら か に し て い る 2, 3）。 近 年、 妊 娠 前 に や せ代謝関連遺伝子発現に何らかの変化が生じ、出生児の代（BMI＜18.5）であった女性は、低出生体重児を出産す謝の反応性に影響を与える可能性が考えられた。そこでる割合が高く、日本ではその頻度が年々高くなる傾向に

本研究では、母親の妊娠期の栄養摂取状況が次世代の代あるといわれている。低出生体重児は、成長期の急激な謝疾患感受性などにどのように影響を及ぼすのかを明ら発育によって正常児に追いつくものの、成人期以降に生かにするため、葉酸欠乏モデル動物を用い、妊娠前から活習慣病を発症するリスクが高くなるという報告があの葉酸欠乏が出生仔のその後の健康に及ぼす影響についる。これは、低出生体重児をはじめ低栄養曝露による子て、エピジェネティクスの視点から明らかにすることを宮内発育遅延が生じると、この栄養環境が何らかの形で目的とした。

胎児にプログラミングされ、その後の生活習慣病などの代謝関連疾患の罹患性に影響を与えるという考え方に基
1

中

田理恵子

実験方法

定したところ、確かに FD 群で有意に減少していた。さらに、肝臓の S-アデノシルメチオニン（SAM）量は、Wistar 系雌性ラット（5 週齢）を 2 群に分け、コントFD 群で有意に減少していた。

ロール食（葉酸 4 mg ／飼料 1 kg）または葉酸欠乏食（葉酸 0.08 mg ／飼料 1 kg）を、4 週間自由摂取させた。4 週離乳後 8 週間、各実験食を摂取した仔ラットを解剖し、間後に、雄性ラット（Wistar 系 9 週齢）と交配し、スメ解析を行った。肝臓の葉酸量および SAM 量は、4 群間ア法により妊娠を確認した。各群の母ラットは、妊娠に差はなく、胎児期および授乳期に葉酸欠乏であって期、授乳期を通して同じ餌を与えた。各群の出生仔は、も、離乳後に葉酸を十分摂取していれば、仔ラットの葉3 週齢で離乳させ、雄性仔のみを選抜してコントロール

酸量や SAM 合成量には影響がないことと考えられた。

食 群（葉 酸 4 mg ／ 飼 料 1 kg） と 高 脂 肪 食 群（葉 酸各群の仔ラットの組織重量（体重 100 g あたり）を比4 mg ／飼料 1 kg）のさらに 2 群に分けた（図 1）。この 4

較したところ、母親が葉酸欠乏であった群（FD 群）で群を 8 週間飼育し、11 週齢にて解剖し、血液、肝臓、脂は、HF 食を摂取した場合、C 食摂取に比べて、腹腔内肪組織などを採取して解析を行った。

白色脂肪組織重量が有意に増加していた（図 2）。一方、母親が十分に葉酸を摂取していた群（C 群）では、HF食を摂取しても腹腔内脂肪重量の増加は認められなかった。腎周囲白色脂肪においても同様に、FD 群の仔ラットにおいてHF 食負荷による重量の増加が見られた（図 2）。
体重 100 g あたりの肝臓重量には 4 群間で差は認められなかったが、肝臓 1 g あたりのトリグリセリド（TG）量を 比 較 す る と、FD 群 で は HF 食 を 摂 取 さ せ る こ と によって TG 量が有意に増加し、これは C 群の仔ラットに

図1

実験スケジュール（ ＝8〜9）

実験結果および考察
1．母ラットの葉酸欠乏が仔の成長に及ぼす影響
葉酸欠乏食群（FD 群）では、妊娠が成立した雌ラットのうち約 50％が妊娠を維持することができず、出産に至らなかった。授乳期間の出生仔の体重変化を比較すると、妊娠が維持され出生した FD 群の仔は、授乳期 2週目以降の体重増加がコントロール食群（C 群）よりも図2少なく、成長遅延が認められた。以上より、妊娠および母ラットの葉酸欠乏による仔の脂肪組織重量の増加□普通食（C）■高脂肪食（HF）

授乳期の葉酸欠乏は、妊娠の維持や出生仔の成長に影響を与えると考えられた。
FD 群および C 群の雄性仔ラットをさらに 2 群にわけ、C 食または高脂肪（HF）食を 8 週間与え、体重変化を観察した。FD 群の仔は C 食群と HF 食群のどちらにおいても、同じ餌を給餌された C 群の仔に対し、有意に低い状態で推移し、胎児期および授乳期の母ラットの葉酸欠乏の影響が、離乳後の継続している可能性が考えられた。
2．母ラットの葉酸欠乏が仔の脂質代謝に及ぼす影響

図 3 母ラットの葉酸欠乏による仔の肝臓トリグリセリドの蓄積

授乳終了後、母ラットを解剖し、肝臓の葉酸量を測□普通食（C）
2■高脂肪食（HF）

妊娠期の葉酸摂取状況が次世代の健康に及ぼす影響と DNA メチル化の関与

高脂肪負荷により白色脂肪組織重量の増加と肝臓への脂HF 食を負荷した場合よりも有意に高かった（図 3）。
そこで、肝臓における脂質代謝関連遺伝子の発現を肪蓄積を引き起すことが明らかとなった。以上の結果か解析したところ、脂肪酸合成に関わる遺伝子の発現が、ら、授乳期までの葉酸欠乏が、仔の将来の脂質代謝に影FD 群の HF 食負荷によって変動していた（現在までに 2響を与える可能性が示唆された。

つの遺伝子の変動を見出している）。現在、これらの遺謝伝子の発現変動における DNA メチル化の関与と母ラッ辞本研究を遂行するにあたり、研究助成を賜りました

トの肝臓 SAM 量の減少の関係を明らかにするため、解公益財団法人三島海雲記念財団ならびに関係者の皆様に析を進めている。

深く感謝申し上げます。
要約文

葉酸欠乏モデル動物を用い、妊娠前からの葉酸欠乏が出生仔の成長やその後の代謝反応性に及ぼす影響につ

献1） A. Sugiyama, et al.:
2） T. Fujiwara, et al.:
3） T. Fujiwara, R. Nakata:

いて検討した。
母ラットの葉酸欠乏は、仔の成長遅延だけでなく、

377, H268–H272, 2012.
. 60, 23–31, 2009.
55, 714–717, 2010.