2018 Fiscal Year Research-status Report
GABA神経系と免疫系の相互作用解析に基づく統合失調症の病態解明
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17K17628
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
藤原 和之 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20735154)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ミクログリア / 統合失調症 / 神経免疫 / グルタミン酸脱炭酸酵素 / GAD67 / ノックアウトラット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、統合失調症の死後脳で観察されるGABAニューロン障害が、ミクログリアにどのような影響を与えるかの解明を目指している。これまでの研究計画では、申請者らが以前に開発したPVニューロン特異的GAD67ノックアウトマウス（統合失調症の死後脳を模して、PV陽性GABA作動性ニューロンにおいてGABA合成酵素GAD67をノックアウトしたモデルマウス、以下PV-GAD67マウス）を用いて、解析を行う事としていた。しかし、H29年度の報告書でも述べたように、研究代表者らが当初報告したよりもPV-GAD67マウスの生存率が低下していることが問題となっていた。一方、我々が新たに作製したGAD67ノックアウトラットは比較的安定的に供給できるようになったこともあり、やむを得ずモデル系を完全に変更して、主にGAD67ノックアウトラットを使用した研究にシフトすることとした。問題点としては、GAD67ノックアウトラット自身がまだ作製したばかりの遺伝子改変動物であり、統合失調症モデル動物としての確立が未だなされていない為、基本的な行動テストバッテリーを課して基礎的な特徴を明らかにする必要があった。その結果、昨年度までに判明していた空間学習障害に加えて、自発運動量の低下、NMDA受容体拮抗薬投与に対しては反応性亢進、強制水泳試験での無動時間の短縮、社会性相互作用試験において社会再認記憶障害などが次々と明らかになった。現時点での予備的な組織解析では、やはりミクログリア数の増加は認められなかったが、海馬における神経新生の増加が示唆されるなど、予期しなかった表現型が得られており、引き続き解析を継続する計画である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度に引き続き、PV-GAD67マウスの生存率の低下が続いており、なおも原因不明である。保存してある凍結精子から再度繁殖を開始することも検討中したが、作業に要する時間・繁殖に要する時間も考えると、可能であれば別のモデル系を使うことが望ましい。そこで、平成29年度報告書でも言及したGAD67ノックアウトラットの方が安定に供給できることから、同ラットを主たるモデル動物とする研究計画に変更することとした。GAD67ノックアウトラットは空間学習障害を示すことはすでに平成29年度に判明していたが、行動学的表現型の全体像は不明のままであった。当初は直ちにミクログリア数・形態などを組織学的解析を開始することにしていたが、本研究は、「統合失調症の病態解明」を目的として進めていることから、まずはGAD67ノックアウトラットの行動学的表現型の解析を先行させることとした。その結果、概要にも示した通り、空間参照記憶障害・空間作業記憶障害の再現性が確認でき、さらに、自発運動量の低下、NMDA受容体拮抗薬投与に対しては反応性亢進、強制水泳試験での無動時間の短縮、社会性相互作用試験において社会再認記憶障害などの複数の行動学的異常が判明した。以上、①モデル動物の変更、②新たなモデル動物の基礎的な解析に時間を要したことから、「やや遅れている」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに新たなモデル系としてGAD67ノックアウトラットを確立することができた。そこで次年度は、当初PV-GAD67マウスで実施する予定であった解析を、GAD67ノックアウトラットにて推進する予定である。まずはGAD67ノックアウトラット脳内におけるミクログリアの数・形態の組織学的解析を進めるが(Iba-1免疫染色）、予備的な検討ではミクログリアの数には変化がない可能性も示唆されるため、ストレス負荷（社会的孤立ストレスなど）した条件下で、ミクログリアの活性化が野生型と異なるか否かの解析も行う。特に、前頭前野、扁桃体、海馬などの部位 に着目して解析を行う。また、当初の仮説に反してミクログリアに影響がない場合も考慮して、それ以外にどのような変化が見られるかをトランスクリプトーム解析によって探索的に解析することも検討している。
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| Causes of Carryover |
本年度は、組織学的解析・生化学的解析に先行させて、GAD67ノックアウトラットの基礎的な行動学的表現型を解明することに時間を費やした。本学では、ラット用の行動解析装置は無料で利用できるため、行動解析ではあまり予算を消費せずに済んだ。一方、行動解析に時間を取られたために組織学的解析・生化学的解析などは完了せずに年度内に使用する費用が低く抑えられた。以上の理由により次年度使用が生じたので、次年度は前項に記載した計画に従って有効に使用し、本年度の遅れを取り戻す予定である。
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Research Products
(2 results)
