2013 Fiscal Year Annual Research Report
精神疾患においてサイトカインがもたらす神経エンドフェノタイプの変換と病態
| Project Area | Unraveling micro-endophenotypes of psychiatric disorders at the molecular, cellular and circuit levels. |
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| Project/Area Number |
24116010
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
那波 宏之 新潟大学, 脳研究所, 教授 (50183083)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | サイトカイン / 統合失調症 / モデル動物 / 上皮成長因子 / 精神疾患 / 認知行動異常 / 依存薬物 / 中脳ドパミン神経 |
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| Research Abstract |
サイトカインは、精神病態をヒトで惹起し、動物では認知行動異常を誘発する活性を有する分子であるが、その細胞・分子レベルでの脳内機能はほとんど分かっていない。精神疾患におけるサイトカインの及ぼす回路、細胞レベルでのマイクロエンドフェノタイプを明らかにする計画である。研究2年目は、モデル動物と患者サンプルの両者を比較、対照することで、その本質を探究した。
①神経栄養因子の過剰ドパミン神経の膜興奮性と自発発火パターンは変化の分析；EGF投与したラットの統合失調症モデル動物から中脳スライスを作製し、黒質・腹側ドパミン神経の神経機能を分析した。モデル動物では、EGF投与直後から電流注入後の過分局成分が小さく、結果、最大発火頻度が上昇したので、Ｋチャンネルの異常の関与が想定された。同様の傾向がＥＧＦの過剰発現ＴＧマウスでも観察された。同様の分析をNRG投与動物でも実施したが、過分局成分の変動より、入力抑制成分の低下が顕著であった。さまざまな統合失調モデルにおいて、共通にドパミン神経機能異常が存在する可能性が示唆された。
②死後脳を用いた統合失調症におけるドパミン神経のマイクロエンドフェノタイプ解析；統合失調症におけるドパミン神経の分子病態・病理が、当該動物モデルと同様に観察されるかどうか、患者死後脳の分子プロファイリングにより比較した。統合失調症の剖検例を用いて黒質ドパミン神経よりＲＮＡを抽出し、次世代シークエンサーによるタグ解析により、両者の遺伝子の発現変化を分析した。統合失調症の患者黒質では、種々のＫチャンネルは顕著に発現変動しており、上記のモデル動物の生理学的な解析結果と一致する知見が得られた。
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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
用いているモデル動物から 基盤的な生理データ、認知行動データ、薬理データの獲得はほぼ完了している。今後、統合失調症のモデル動物の研究の焦点は、その陰性症状（社会行動低下）に移りつつある。とくに前頭前野でのドパミン放出のダイナミックレンジ低下と社会行動変化の相関関係、およびセロトニン遮断薬の有効性は、重要な知見と考えられる。
統計学的にヒトデータを解析するため 統合失調症の死後脳剖検例を複数集めＲＮＡを抽出してＲＮＡＳＥＱを実施しているが、ＲＮＡ品質の高い剖検例は少なく、その選出に手間取っている。精神疾患モデル動物として実験に用いる遺伝子改変動物の繁殖が予想以上に時間を要している。
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| Strategy for Future Research Activity |
とくに前頭前野でのドパミン放出に当該神経を支配するセロトニンの動態が注目される。今後、これまで中脳ドパミン神経に実施したのと同様、モデル動物と患者死後脳におけるセロトニン神経の分子病理も視野に入れて研究を進めたい。
ＲＮＡＳＥＱに手間取っていることに関しては、より計画的にＣＤＮＡ合成やサンプル調整を進行されることで、よりＨＩＳＥＱの利用について実験計画の厳格化を行うことで対処する予定である。また、遺伝子改変動物の繁殖に時間を要していることについては、生殖工学を活用した体外受精を取り入れて繁殖の効率化を図りたい。
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[Journal Article] Increased l1 retrotransposition in the neuronal genome in schizophrenia2014
Author(s)
Bundo M, Toyoshima M, Okada Y, Akamatsu W, Ueda J, Nemoto-Miyauchi T, Sunaga F, Toritsuka M, Ikawa D, Kakita A, Kato M, Kasai K, Kishimoto T, Nawa H, Okano H, Yoshikawa T, Kato T, Iwamoto K
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Journal Title
Neuron
Volume: 81
Pages: 306-313
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Neurobehavioral deficits of epidermal growth factor-overexpressing transgenic mice: impact on dopamine metabolism2013
Author(s)
Eda T, Mizuno M, Araki K, Iwakura Y, Namba H, Sotoyama H, Kakita A, Takahashi H, Satoh H, Chan SY, Nawa H
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Journal Title
Neurobehavioral deficits of epidermal growth factor-overexpressing transgenic mice: impact on dopamine metabolism
Volume: 547
Pages: 21-25
DOI
Peer Reviewed
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