海馬アストロサイトに着目した電気けいれん療法の作用機序解明

Research Project

Project/Area Number	22K07599
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52030:Psychiatry-related
Research Institution	Kumamoto University
Principal Investigator	朴秀賢熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (60455665)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	竹林実熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (60304440) 梶谷直人熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 特任助教 (60755742)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	うつ病 / 電気けいれん療法 / アストロサイト / 海馬
Outline of Research at the Start	うつ病の最も有効な治療法である電気けいれん療法の作用機序解明を、海馬アストロサイトに着目して行う。既に当講座で確立した、電気刺激（ECS）でうつ病様症状が改善するモデルマウスを用いて、ECSの効果に海馬のアストロサイトが関与するかかを、海馬アストロサイトを選択的に減少させた時のECSの効果の変化を検討することにより明らかにする。続いて、詳細な分子メカニズムを解析する。
Outline of Annual Research Achievements	うつ病・電気刺激（ECS）、モデルマウスの海馬からアストロサイトを高純度で分離する技術を確立し、この分離したアストロサイトを用いてRNA-Seqを行った。その結果、野生型マウスにECSを施行した場合と、うつ病モデルマウスにECSを施行した場合では、遺伝子発現変化のパターンが全く異なることが明らかとなり、ECSの作用機序を解明するためには、従来の研究のように野生型マウスにECSを施行するのは不十分であり、うつ病モデルマウスを使用する必要性が高いことが明らかとなった。更に、アストロサイトにおいてうつ病モデルマウスで発現が増加してECSで発現が減少し、かつ、アストロサイトで豊富に発現している遺伝子を1つだけ見出すことができた。この遺伝子はうつ病へのECSの治療効果に関与している可能性が高いと考えられ、今後、その機能的役割を更に検討していく予定である。また、ECSの治療効果におけるアストロサイトの役割を検討すべく、ジフテリア毒素とそのヒト受容体・HB-EGFを用いたマウス海馬におけるアストロサイトの選択的除去の実験系を構築を行った。ヒトHB-EGFをアストロサイト選択的に発現を促進するプロモーターの下で発現させるAAVベクターを作成し、予備検討を行っているところである。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初予定していた2022年度の実験計画２つのうち１つは極めて順調に進んでいる（研究実績の概要の通り）。しかし、もう１つ予定していた、カルシウムイオン感受性蛍光タンパクを用いたECSでアストロサイトが活性化される海馬内部位の同定については、脳透明化や３Dイメージング技術の検討がなかなかうまくいかず、予定どおりに進めることができなかった。一方で、2023年度に予定していた、海馬アストロサイトの選択的除去の予備検討が順調に進んでいる。したがって、全体的には概ね順調に進んでいると考えられる。
Strategy for Future Research Activity	今後は、海馬アストロサイトの選択的除去の実験系を確立し、ECSの作用機序におけるアストロサイトの役割を明らかにする予定である。また、2022年度の研究で見出した、ECSの作用機序に強く関与する可能性のある遺伝子の機能解析を、in vivoとin vitroの両面で進めていく予定である。脳透明化や3Dイメージング技術については、技術の発展をフォローしながら、検討を再開する予定である。