Involvement of astrocytes on mental function due to inflammation-induced GABAergic nerve system

Research Project

Project/Area Number	22K06714
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research Institution	Shujitsu University
Principal Investigator	北村佳久就実大学, 薬学部, 教授 (40423339)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	浅沼幹人岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00273970)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000) Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords	LPS / GABAA受容体 / 脳内炎症 / GABA合成酵素 / KCC2 / NKCC1 / 炎症 / 精神機能 / GABA / アストロサイト / 亜鉛
Outline of Research at the Start	近年、精神疾患の発症機序には神経系の異常の他に“炎症”が注目されてきた。申請者はベンゾジアゼピン（BZP）系抗不安薬であるジアゼパムは炎症を惹起したマウスでは逆に不安を誘発することを世界で初めて報告した。そこで、本研究は炎症による精神機能変化の病態解明研究を進める。①BZP系薬剤の作用点であるGABAA受容体機能変化、②アストロサイトが有する神経保護作用の変化である。以上の検討より、通常の状態ではなく、炎症状態による精神機能の病態増悪因子の発見のみならず、最適な精神機能改善薬の創薬研究の基礎となるエビデンスを創出するものである。
Outline of Annual Research Achievements	本年度はリポポリサッカライド（LPS）投与による炎症により脳内GABA神経系の機能変化し、不安症状が発現したという仮説の下、脳内GABA濃度、脳内の主要なGABAA受容体サブタイプ(a1, b2)およびGABA合成酵素(GAD65/67)のmRNA発現量を測定した。その結果、これらGABAA受容体およびGABA合成構想系の要因に何ら影響しなかった。さらに、GABAA受容体の機能は細胞内塩素濃度が関与している。そこで、我々は炎症により細胞内塩素濃度が高くなることがGABA受容体機能に影響する仮説を立て、Cl-を細胞内に取り込むNa+-K+-2Cl共輸送体アイソフォーム1 (NKCC1)およびCl-を細胞外に排出するK+-Cl-共輸送体アイソフォーム2 (KCC2) mRNA量測定を測定した。その結果、KCC2のｍRNA量の低下を認めた。そこで、KCC2に対する拮抗薬が知られていないため、KCC2 mRNAを切断させる目的でsmall interfering RNA (siRNA)をマウスの脳室内に投与し、行動薬理学的に明暗試験を用いて不安症状を測定した。その結果、KCC2のsiRNA投与によって特に不安症状は認められず変化を示さなかった。本年度は主に神経化学的に脳内GABA神経系について脳内炎症との関連性を検討した。その結果、脳炎症により直接変化を示すGABA神経系のマーカーを見出すことは出来なかった。一方、LPS誘発の不安症状に対する亜鉛の効果を検討するために明暗試験を用いて検討を開始した。現時点では明確な結果は得られていないが、亜鉛投与によってLPS誘発不安症状は改善される傾向をつかんだ。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究は現在の所ほぼ順調に推移している。しかしながら、当初GABA神経系の機能変化によって炎症による不安症状の発現につながっていると考えていたが、予測とは反して、ほぼGABA神経機能は脳内炎症に影響を受けないことが明らかとなった。
Strategy for Future Research Activity	今後は研究計画書通りにアストロサイトの抗酸化作用からの検討を行う。さらに、亜鉛投与による精神機能への影響およびその作用機序に関してメタロチオネイン発現もあわせて考えて行く。また、今年度うまく結果が伴わなかったKCC2に対するsiRNAをマウスの脳室内に投与し、LPS投与による不安作用に対する効果を再度検討する。