2012 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of causative neural circuit of bipolar disorder
| Project Area | Unraveling micro-endophenotypes of psychiatric disorders at the molecular, cellular and circuit levels. |
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| Project/Area Number |
24116005
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
加藤 忠史 独立行政法人理化学研究所, 精神疾患動態研究チーム, チームリーダー (30214381)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鵜飼 渉 札幌医科大学, 医学部, 講師 (40381256)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 精神疾患モデル動物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアDNA(mtDNA)合成酵素(ポリメラーゼガンマ、Polg)の変異体(D188A)を、CAMKII alphaのプロモーターを用いて、前脳特異的に発現するようにして作成したトランスジェニックマウス（変異Polg Tgマウス）を用いて、脳全域でミトコンドリア機能障害を有する細胞をマッピングする手法を開発した。
具体的には、マウス脳を環流固定した後、自動切片作成装置を用いて薄切し、スライドを作成後、mtDNA由来蛋白質（Cytochrome oxidase）と核DNA由来蛋白質（succinate dehydrogenease）の抗体を用いて処理後、二次抗体（Alexa Fluor 488およびAlexa Fluor 568）を用いて染色し、さらに核染色（DAPI）を加えて三重染色とし、蛍光イメージングモュール付デジタルナノズーマー（浜松ホトニクス社）を用いてスキャンを行った。脳全体の画像を自動的に撮像する方法を構築した。
また、神経幹細胞移植による治療効果を検証すると共に、その定着場所を明らかにするため、GFPを持つ遺伝子改変マウスより、神経幹細胞を分離し、これを尾静脈より移植し、行動表現型を観察した。なお、その間、免疫抑制剤である、シクロスポリンAによる治療を行った。その結果、行動への顕著な影響は認められなかった。また、抗GFP抗体により、治療後のマウスの脳を観察したところ、GFPを持つ神経幹細胞が脳に生着している様子は観察されなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでのところ、ミトコンドリア機能障害を持つ細胞を脳内で探索する技術については、予定通り開発を進めることができた。この点においては、目的をほぼ達成したと言える。一方、トランスジェニック神経幹細胞移植についても、予定した通りに実験を施行することができた。その結果、残念ながら生着は見られなかったが、細胞数が少なかったこと、末梢尾静脈からの投与であったことがその主な要因と考えられるため、今後方法を改良していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでに開発した手法を用いて、変異Polgトランスジェニックマウスの脳内において、ミトコンドリア機能障害を来している細胞の分布を明らかにしていく予定である。神経幹細胞移植については、移植する細胞数を増やすと共に、直接、第三脳室に注入する方法を検討することとし、まずは、野生型マウスで、細胞が生着するかどうかの検討を進める予定である。
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