Venlafaxine treatment reduces the deficit of executive control of attention in patients with major depressive disorder

Attention plays an essential role in supporting other cognitive functions and behavior, and disturbance of attention is one of the most common symptoms in major depressive disorder (MDD). Although treatment with venlafaxine for MDD symptoms has been shown to reduce deficits in cognition and emotion regulation, it remains unclear whether venlafaxine improves specific attentional functions. We used the Attention Network Test to measure the attentional functions of alerting, orienting, and executive control before and after treatment with venlafaxine in patients with MDD compared to untreated healthy controls. Before treatment, the MDD group showed a selective impairment in alerting and executive control of attention, while there were no significant group differences in the orienting function. The interaction between group and session was significant for executive control, and after treatment with venlafaxine, the performance of the MDD group on executive control of attention was not significantly different from that of controls. Reported symptoms of MDD were also significantly reduced after treatment with venlafaxine. These results demonstrate that treatment with venlafaxine selectively normalizes the executive control function of attention in addition to improving clinical symptoms in MDD

Genome-wide characterization of copy number variations in the host genome in genetic resistance to Marek’s disease using next generation sequencing

Marek’s disease (MD) is a highly neoplastic disease primarily affecting chickens, and remains as a chronic infectious disease that threatens the poultry industry. Copy number variation (CNV) has been examined in many species and is recognized as a major source of genetic variation that directly contributes to phenotypic variation such as resistance to infectious diseases. Two highly inbred chicken lines, 63 (MD-resistant) and 72 (MD-susceptible), as well as their F1 generation and six recombinant congenic strains (RCSs) with varied susceptibility to MD, are considered as ideal models to identify the complex mechanisms of genetic and molecular resistance to MD. In the present study, to unravel the potential genetic mechanisms underlying resistance to MD, we performed a genome-wide CNV detection using next generation sequencing on the inbred chicken lines with the assistance of CNVnator. As a result, a total of 1649 CNV regions (CNVRs) were successfully identified after merging all the nine datasets, of which 90 CNVRs were overlapped across all the chicken lines. Within these shared regions, 1360 harbored genes were identified. In addition, 55 and 44 CNVRs with 62 and 57 harbored genes were specifically identified in line 63 and 72, respectively. Bioinformatics analysis showed that the nearby genes were significantly enriched in 36 GO terms and 6 KEGG pathways including JAK/STAT signaling pathway. Ten CNVRs (nine deletions and one duplication) involved in 10 disease-related genes were selected for validation by using quantitative real-time PCR (qPCR), all of which were successfully confirmed. Finally, qPCR was also used to validate two deletion events in line 72 that were definitely normal in line 63. One high-confidence gene, IRF2 was identified as the most promising candidate gene underlying resistance and susceptibility to MD in view of its function and overlaps with data from previous study. Our findings provide valuable insights for understanding the genetic mechanism of resistance to MD and the identified gene and pathway could be considered as the subject of further functional characterization.https://doi.org/10.1186/s12863-020-00884-

B. 「海洋生物の医薬資源開発-医薬を指向した海洋生物の有用物質の探索」

海洋生物はその種100万といわれ、地上における今もなお未知な世界である。本年度も、この海洋生物から、医薬資源となりうる有用な生理活性物質を発見し、構造を明らかにし、生物活性を検討することを目的として研究を行い、この研究を始めてから9年になった。本年採集した生物は、27種であり、今までに281件を採取している。採集生物リストをTableに示した。バイオアッセイを指標に、今まで、海草、アカフジツボ、クダウミヒドラ、スポンジ、エボヤ、ユーレイボヤ、イソギンチャク、群体ボヤ、オオワレカラ、コケムシ類等につき有用成分の探索を行った。特に、付着生物コケムシ(Bryzoa)類の各種の成分に注目し、各地で採集したフサコケムシBugula neritina、ホソフサコケムシTricellaria occidentalisおよびアメリカのフロリダ産フサコケムシAmathia convolutaの活性成分を検討し、有益な知見と新しい化学物質を単離・構造決定した。すなわち、昨年度報告したconvolutamine AとF以外にconvolutamine Gを、さらにlutamide C以外に、lutamide AとBおよびconvolutamydine Eの単離を行い、構造決定した。さらに、昨年から始めたこれらの有用な天然物の全合成研究に成果が見られ、3種のconvolutamine類A、CとFおよび2種のlutamide類AとCの合計5種の天然物の全合成を完成させた。この成果には、さらにanalogsの全合成を含み、化合物の構造とその活性との相関に研究が発展している。これらの結果は1999年度の日本化学会第75回春季年会で口頭発表され、さらに一部、チェコ化学会誌に掲載されている。これらの成果は、研究成果の概要に報告する。さらにまた、去年度の第75回日本化学会春季年会には、従来発表していなかった成果を再検討し、計5題の研究発表(ポスター)を行った(研究成果の概要を参照)

Genome-Wide Bovine H3K27me3 Modifications and the Regulatory Effects on Genes Expressions in Peripheral Blood Lymphocytes

Gene expression of lymphocytes was found to be influenced by histone methylation in mammals and trimethylation of lysine 27 on histone H3 (H3K27me3) normally represses genes expressions. Peripheral blood lymphocytes are the main source of somatic cells in the milk of dairy cows that vary frequently in response to the infection or injury of mammary gland and number of parities.The genome-wide status of H3K27me3 modifications on blood lymphocytes in lactating Holsteins was performed via ChIP-Seq approach. Combined with digital gene expression (DGE) technique, the regulation effects of H3K27me3 on genes expressions were analyzed.The ChIP-seq results showed that the peaks of H3K27me3 in cows lymphocytes were mainly enriched in the regions of up20K (~50%), down20K (~30%) and intron (~28%) of the genes. Only ~3% peaks were enriched in exon regions. Moreover, the highest H3K27me3 modification levels were mainly around the 2 Kb upstream of transcriptional start sites (TSS) of the genes. Using conjoint analysis with DGE data, we found that H3K27me3 marks tended to repress target genes expressions throughout whole gene regions especially acting on the promoter region. A total of 53 differential expressed genes were detected in third parity cows compared to first parity, and the 25 down-regulated genes (PSEN2 etc.) were negatively correlated with H3K27me3 levels on up2Kb to up1Kb of the genes, while the up-regulated genes were not showed in this relationship.The first blueprint of bovine H3K27me3 marks that mediates gene silencing was generated. H3K27me3 plays its repressed role mainly in the regulatory region in bovine lymphocytes. The up2Kb to up1Kb region of the down-regulated genes in third parity cows could be potential target of H3K27me3 regulation. Further studies are warranted to understand the regulation mechanisms of H3K27me3 on somatic cell count increases and milk losses in latter parities of cows

F. 海洋生物の医薬資源開発 : 医薬を指向した海洋生物の有用物質の探索

海洋生物はその種100万といわれ、地上における今もなお未知な世界である。本年度も、この海洋生物から、医薬資源となりうる有用な生理活性物質を発見し、構造を明らかにし、生物活性を検討することを目的として研究を行った。本年採集した生物は、23種であり、今までに249件を採集している。採集生物のリストをTableに示した。バイオアッセイを目印に、今まで、海草、アカフジツボ、クダウミヒドラ、スポンジ、エボヤ、ユーレイボヤ、イソギンチャク、群体ボヤ、オオワレカラ、コケムシ類等につき有用成分の探索を行った。特に、付着生物コケムシ(Bryzoa)類の各種の成分に注目し、各地で採集したフサコケムシBugula neritina、ホソフサコケムシTricellaria occidentalisおよびアメリカのフロリダ産コケムシAmathia convolutaの活性成分を検討し、有益な知見を得た。また、中国との共同研究が進み、中国側で大量(全1000Kg)のフサコケムシが採集でき、その成分の分離を行っている。特に海南島産フサコケムシから新規ブリオスタチン19を単離し構造を決定した。さらに、昨年度から淡水産のコケムシの一種であるオオマリコケムシをつくば市の沼で採集し、活性成分の探索を開始しており、本年も同じ場所で採集している。淡水産コケムシについての成分研究は、まったく未知であり本研究室が最初である。今までに幾つかの成分を単離している。以上の結果は、成分の成果の項に要約した。一方、かねてより海洋科学技術センターと共同研究を行っていた深海生物の成分探索に進展がみられ、相模湾深海生物のシロウリガイとハオリムシにも抗癌活性物質が存在することを発見し、目下他の様々な成分とあわせその活性成分の検索を進めている。途中の経過は、第14回しんかいシンポジウム(11月、コクヨホール、品川、海洋科学技術センター主催)にて報告した。また、第11回天然薬物の開発と応用シンポジウム(8月、八王子、東京薬科大学、日本薬学会主催)にて招待講演を行い、本プロジェクトの最近の成果を報告している。その他の発表、論文などリストした

<所内学術研究成果報告>D. 「海洋生物の医薬資源開発, 医薬を指向した海洋生物の探索と調査・開発」

海洋はその種100万といわれ, 地上における今もなお未知な世界である。本年度も, この海洋生物から, 医薬資源となりうる有用な生理活性物質を発見し, 構造を明らかにし, 生物活性を検討することを目的として研究を行った。この研究を始めてから11年を経過した。そこで, 本年度は, 新しい生物の採集を中止し, 今までの生物成分のまとめを行った。特に, 日本産ナマコ類成分, 沖縄と真鶴で採集した日本産フサコケムシ成分, および深海巻貝2種の成分研究を完成した

D. 海洋生物の医薬資源開発-医薬を指向した海洋生物の有用物質の探索

海洋生物はその種100万といわれ、地上における今もなお未知な世界である。本年度も、この海洋生物から、医薬資源となりうる有用な生理活性物質を発見し、構造を明らかにし、生物活性を検討することを目的として研究を行った。この研究を始めてから10年になった。本年度採集した生物は、27種であり、今までに309件を採取している。採集生物リストをTableに示した。バイオアッセイを指標に今まで、海草、アカフジツボ、クダウミヒドラ、スポンジ、エボヤ、ユーレイボヤ、イソギンチャク、群体ボヤ、オオワレカラ、コケムシ類等につき有用成分の探索を行った。特に、付着生物コケムシ(Bryozoa)類の各種の成分に注目し、各地で採集したフサコケムシBugula neritina、ホソフサコケムシTricellaria occidentalis及びアメリカフロリダ産コケムシAmathia convolutaの活性成分を検討し、有益な知見と新しい化学物質を単離・構造決定した。すなわち、昨年度報告したconvolutamine AとF以外にconvolutamie Gを、さらにlutamide C以外にlutamide AとB及びconvolutamydine Eの単離を行い、構造決定した。さらに、昨年から始めたこれら有用な天然物の全合成研究に成果が見られ、3種のconvolutamine類A、CとF及び2種のlutamide類AとCの計5種の天然物の全合成を完成させた。この成果には、さらにanalogsの全合成を含み、化合物の構造とその活性との相関に研究が発展している。これらの結果は、日本化学会第76回春季年会(1\u27999/3)で口頭発表し、次いでその後の成果を加え、第19回メディシナルケミストリーシンポジウム第8回日本薬学会医薬化学部会年会(1\u27999/11)で口頭発表した。これらの成果と深海生物研究の成果を学術論文として投稿し、一部掲載が完了している。本年度大槌湾で採集した生物は16種、山田湾では9種を採取した。ホソフサコケムシは採取したが、フサコケムシは見られなかった。コケムシとしては、ほかにアミコケムシとウデコブコケムシを採集した。ウデコブコケムシの量が最も多かった。本年、深海生物としてパプアニューギニア産の巻き貝2種を加えることができた

Cytotoxic and Apoptosis-Inducing Activity of Triterpene Glycosides from Holothuria scabra and Cucumaria frondosa against HepG2 Cells

The cytotoxic effects of thirteen triterpene glycosides from Holothuria scabra Jaeger and Cucumaria frondosa Gunnerus (Holothuroidea) against four human cell lines were detected and their cytotoxicity-structure relationships were established. The apoptosis-inducing activity of a more potent glycoside echinoside A (1) in HepG2 cells was further investigated by determining its effect on the morphology, mitochondrial transmembrane potential (Δψm) and mRNA expression levels of the apoptosis-related genes. The results showed that the number of glycosyl residues in sugar chains and the side chain of aglycone could affect their cytotoxicity towards tumor cells and selective cytotoxicity. 1 significantly inhibited cell viability and induced apoptosis in HepG2 cells. 1 also markedly decreased the Δψm and Bcl-2/Bax mRNA express ratio, and up-regulated the mRNA expression levels of Caspase-3, Caspase-8 and Caspase-9 in HepG2 cells. Therefore, 1 induced apoptosis in HepG2 cells through both intrinsic and extrinsic pathway. These findings could potentially promote the usage of these glycosides as leading compounds for developing new antitumor drugs