2016 Fiscal Year Annual Research Report
精神疾患に関わるストレスによる前頭前皮質の機能形態変化のメカニズムと意義の解明
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16H05132
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
古屋敷 智之 神戸大学, 医学研究科, 教授 (20362478)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北岡 志保 神戸大学, 医学研究科, 助教 (00545246)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 薬理学 / 神経科学 / ストレス / うつ病 / 前頭前皮質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ストレスはうつ状態など情動変化を誘導し精神疾患を促す。我々は、マウス社会挫折ストレスを用い、単回ストレスがドパミン受容体を介して内側前頭前皮質（mPFC）神経細胞の樹状突起やスパインを造成してストレス抵抗性を増強すること、反復ストレスが自然免疫分子を介してmPFCのミクログリアを活性化しmPFC神経細胞の樹状突起萎縮や情動変化を促すことを見出した。すなわち、単回ストレスと反復ストレスでは脳機能への影響が異なり、両者を区別した研究が重要である。本研究ではマウス社会挫折ストレスを用い、単回ストレスによるドパミン受容体を介したmPFC神経細胞の機能・形態的増強の機序と神経回路制御での役割、反復ストレスにおいて自然免疫分子を介して活性化されたmPFCミクログリアの作用機序、自然免疫分子リガンドとしてのダメージ関連分子の実体と放出機構を解明し、ストレスに着目した精神疾患創薬戦略を提言する。
本年度は、反復ストレスによりmPFCのミクログリアで自然免疫分子依存的に発現上昇するサイトカイン群を同定した。これらの中和抗体を揃え、mPFCでの機能阻害実験を立ち上げた。また、自然免疫分子リガンドとしてのダメージ関連分子の挙動を免疫染色により調べ、反復ストレスにより当該ダメージ関連分子の細胞内局在が変化することを見出した。当該ダメージ関連分子のリコンビナント蛋白や中和抗体を揃え、脳室内への投与実験を行い、反復ストレスによる情動変化への影響を見出しつつある。また、ストレス抵抗性を担うmPFC神経細胞のドパミン受容体サブタイプの発現を抑制し、ストレス応答性が亢進する脳領域の一部を同定しつつある。一方、当該ドパミン受容体サブタイプの発現を抑制しても、反復ストレスによるmPFC神経細胞の樹状突起萎縮は変化しないことを示し、単回ストレスと反復ストレスにおけるmPFC神経細胞の形態制御機構の違いを示唆した。
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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
当初の当該年度の研究計画では、反復ストレスによりmPFC神経細胞から放出されるダメージ関連分子の同定とその役割の解析することを目的としていた。「研究実績の概要」の通り、自然免疫分子リガンドの候補としてダメージ関連分子の挙動を免疫染色により調べ、反復ストレスにより当該ダメージ関連分子の細胞内局在が変化することを見出し、当該ダメージ関連分子のリコンビナント蛋白や中和抗体の脳室内投与実験により、反復ストレスによる情動変化への影響を見出しつつある。また当初の研究計画では、単回ストレスによるドパミン受容体サブタイプを介したmPFC神経細胞の機能・形態的増強の分子機序および反復ストレスによるmPFCミクログリアの作用を担う分子機序についても解析する予定であった。網羅的遺伝子発現解析を通じて、単回ストレスによりドパミン受容体サブタイプ依存的に発現が変化する細胞形態制御因子や反復ストレスによりmPFCのミクログリアで自然免疫分子依存的に発現上昇するサイトカイン群を同定しており、これらの遺伝子群のmPFCでの機能阻害実験を立ち上げた。以上の理由から、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で同定したmPFCミクログリアで自然免疫分子依存的に発現上昇するサイトカイン群のmPFCでの機能阻害が反復ストレスによる情動変化に与える影響を調べる。反復ストレスによる情動変化に関わるサイトカインが同定された場合は、当該サイトカインの受容体の発現や分布を定量的RT-PCRや組織学的手法により調べ、当該サイトカインの作用点を絞り込む。また、本研究で反復ストレスによる情動変化への関与を見出しつつあるダメージ関連分子について、当該ダメージ関連分子の脳室内投与や中和抗体による機能阻害を行い、反復ストレスによる情動変化への影響を調べる。情動変化への影響が見られた場合は、当該ダメージ関連分子の脳局所投与・機能阻害実験も始め、脳内の作用点の同定を検討する。さらに、当該ダメージ関連分子の投与が各脳領域の神経活動や神経細胞形態に与える影響を調べる。当該ダメージ関連分子の受容体の欠損マウスを入手し、ストレスにおける当該ダメージ関連分子の作用を担う受容体の同定を試みる。並行して、mPFCのドパミン受容体サブタイプの発現抑制により情動変化と相関して神経活動が変化する脳領域の同定をさらに進め、化学遺伝学的手法により情動変化との因果関係に迫る。単回ストレスによりドパミン受容体サブタイプ依存的に発現が変化する細胞形態制御因子の発現をmPFC神経細胞で抑制し、ストレス抵抗性やmPFC神経細胞の形態的増強への関与を調べる。近年ドパミン受容体サブタイプ間のヘテロダイマー形成の重要性が示唆されていることから、その他のドパミン受容体サブタイプについてもmPFCでの発現抑制実験を立ち上げる。
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[Journal Article] Depressive-like behaviors are regulated by NOX1/NADPH oxidase by redox modification of NMDA receptor 1.2017
Author(s)
Ibi M, Liu J, Arakawa N, Kitaoka S, Kawaji A, Matsuda KI, Iwata K, Matsumoto M, Katsuyama M, Zhu K, Teramukai S, Furuyashiki T, Yabe-Nishimura C.
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Journal Title
J Neurosci
Volume: 37
Pages: 4200-4212
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] G-CSF-induced sympathetic tone provokes fever and primes antimobilizing functions of neutrophils via PGE2.2017
Author(s)
Kawano Y, Fukui C, Shinohara M, Wakahashi K, Ishii S, Suzuki T, Sato M, Asada N, Kawano H, Minagawa K, Sada A, Furuyashiki T, Uematsu S, Akira S, Uede T, Narumiya S, Matsui T, Katayama Y.
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Journal Title
Blood
Volume: 129
Pages: 587-597
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] mDia and ROCK mediate actin-dependent presynaptic remodeling regulating synaptic efficacy and anxiety.2016
Author(s)
Deguchi Y, Harada M, Shinohara R, Lazarus M, Cherasse Y, Urade Y, Yamada D, Sekiguchi M, Watanabe D, Furuyashiki T, Narumiya S.
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 17
Pages: 2405-2417
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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