統合失調症の認知機能障害における前頭前野皮質の制御機構

Regulatory mechanisms of prefrontal cortex in cognitive deficit of schizophrenia

研究課題番号:17390315

代表者

  • 2005年度~2006年度

    • 曽良 一郎
    • SORA, Ichiro
    • 研究者番号:40322713
    • 東北大学・大学院医学系研究科・教授

研究分担者

    • 沼知 陽太郎
    • 研究者番号:00261636
    • 東北大学・大学院・医学系研究科・助教授
    • 小林 秀昭
    • 研究者番号:90344069
    • 東北大学・大学院・医学系研究科・リサーチレジデント
    • 富田 博秋
    • 研究者番号:90295064
    • 東北大学・大学院医学系研究科・助教授


研究課題基本情報(最新年度)

  • 研究期間

    2005年度〜2006年度

  • 研究分野

    精神神経科学

  • 審査区分

    一般

  • 研究種目

    基盤研究(B)

  • 研究機関

    東北大学

  • 配分額

    • 総額:15300千円
    • 2005年度:7100千円 (直接経費:7100千円)
    • 2006年度:8200千円 (直接経費:8200千円)

研究概要(最新報告)

1.DAT-KOは驚愕反応のプレパルス・インヒビション(PPI)の障害を示す。中枢刺激薬であり非特異的モノアミントランスポーター阻害剤であるコカイン、メチルフェニデートを投与された野生型マウスではPPIが障害されるのに対し、DAT-KOでは元来障害されていたPPIが回復するという逆説的効果を認めた。また、選択的セロトニントランスポーター(SERT)阻害薬シタロプラム投与ではDAT-KOのPPIは回復しなかったが、選択的ノルエピネフリントランスポーター(NET)阻害薬ニソキセチン投与では用量依存性にPPIが回復した。以上の結果から、DAT KOにおいては、NET阻害作用がPPIの改善に関与することが示唆された。脳内微小透析法による検討では、DAT-KOにおいてメチルフェニデート投与により前頭前野皮質の細胞外DA濃度が増加したが、線条体では変化しなかった。両部位ともにセロトニンは変化せず、前頭前野皮質におけるDAの上昇は、NET阻害によってノルエピネフリン神経終末に取り込まれていたDAが細胞外で増加したと考えられ、同部位におけるDAの動態がDAT-KOマウスにおけるPPIの改善に関与している可能性を推測した。

2.我々は、主観的に直接知覚された刺激強度がその直前に別の知覚刺激(プレパルス)を与えることで減弱する現象、Prepulse Inhibition of Perceived Stimulus Intensity(PPI-PSI)を用いて、「知覚刺激強度の判断」による知覚情報制御の直接的測定法を開発した。健常対照群と統合失調症患者群におけるPPI-PSIを比較検討した結果、患者群では、対照群に比してPPI-PSIの有意な障害を認めた。PPI-PSIは統合失調症患者の感覚情報制御機能の簡便で直接的な測定法であり、統合失調症の情報処理研究の新しく有用なツールとなりえると考えられた。

1. Dopamine transporter knockout (DAT KO) mice display deficits in sensorimotor gating that are manifested by reduced prepulse inhibition (PPI) of the acoustic startle reflex. Since PPI deficits may model some of the cognitive dysfunctions identified in certain neuropsychiatric patients, we have studied the effects of transporter blockers on PPI in wild-type and DAT KO mice. Treatments with high dose psychostimulants that block DAT as well as the norepinephrine (NET) and serotonin (SERT) transporters significantly impaired PPI in wild-type mice. By contrast, these treatments significantly ameliorated the PPI deficits observed in untreated DAT KO mice. In studies with more selective transport inhibitors, the selective NET inhibitor nisoxetine also significantly reversed PPI deficits in DAT KO mice. By contrast, while the SERT inhibitor fluoxetine normalized these PPI deficits in DAT KO mice, citalopram failed to do so. The 'paradoxical' effects of cocaine and methylphenidate in DAT KO mice are thus likely to be mediated, at least in part by the ability of these drugs to block NET, although serotonin systems may also have some role. Together with recent microdialysis data,-these results support the hypothesis that prefrontal cortical NET blockade and consequent enhancement of prefrontal cortical extracellular dopamine mediates the reversal of PPI deficits in DAT KO mice.

2. Prepulse inhibition of perceived stimulus intensity (PPI-PSI) is a robust, stable, and convenient method for measurement of sensory gating which is relatively unaffected by a number of biological variables, e.g., sex differences, menstrual cycle, or personality dimensions, in healthy individuals. Patients with schizophrenia showed significantly less PPI-PSI compared with control subjects. The PPI-PSI deficits were significantly correlated with the "thought-disorder" schizophrenia score extracted from the Brief Psychiatric Rating Scale (BPRS). These results provide additional evidence for the notion that schizophrenia is characterized by sensory gating deficits. In addition, PPI-PSI was found to be correlated with integrated clinical symptoms typical of schizophrenia. Our findings suggested that PPI-PSI could be useful for assessing the severity of schizophrenia.

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