2020 Fiscal Year Research-status Report
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18K06886
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉川 雄朗 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (70506633)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ヒスタミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒスタミンはアレルギーや胃酸分泌に関わる活性アミンですが、脳内では神経伝達物質として機能しています。我々はヒスタミンを分解する酵素を欠損させたマ ウスを解析した結果から、高濃度のヒスタミンが慢性的に脳内に存在していると、攻撃性が高まる事を明らかに致しました。しかし、どのような機構でヒスタミンが攻撃性を制御しているのかに ついては不明のままでした。令和2年度はまずアデノ随伴ウイルスを用いて成獣マウスの脳内でヒスタミン合成酵素を減少させたマウスを作製しました。その結果、脳内ヒスタミン量が慢性的に半分程度まで減少することを確認し、次にその攻撃性を検討致しました。その結果、慢性的なヒスタミン現象は、攻撃性には影響を与えないことを確認し、Neuropharmacology誌にその成果を発表致しました。次にDREADDと呼ばれる実験系を用いて、脳内のヒスタミン神経を数時間だけ活性あるいは抑制させる実験を行いました。その結果、ヒスタミン系を短時間だけ活性化させた際にもマウスの攻撃性が上昇することが明らかとなりました。従って、ヒスタミン増加が急性に生じた場合でも慢性に生じた場合でも、どちらでも攻撃性が増加することが示されました。一方で、DREADDによるヒスタミン神経系の抑制は攻撃性には大きく影響しないことが明らかとなりました。また刺激後にc-fosという蛋白質の発現量を指標にして、どの脳部位が活性化されているかを検討したところ、候補脳領域の一つとして中脳水道周辺灰白質が考えられました。
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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
HNMT(ヒスタミン代謝酵素)のノックアウトマウスでは、胎生期からヒスタミン濃度が増加しており、高濃度のヒスタミンが発生や成熟に影響を与えたために攻撃性が変化したのか、あるいは短期間でもヒスタミン濃度が増加すれば攻撃性が増加するのか、については不明のままであった。そこで今回成獣になってからヒスタミン濃度が変化するマウスを新たに解析することとした。Hdc（ヒスタミン合成酵素） floxマウスに対してCre recombinaseを発現するアデノ随伴ウイルスを注射し、成獣マウスの脳内でヒスタミン合成酵素が減少することをin situ hybridizationおよび免疫染色法を用いて確認できた。またこのマウスの脳内ではヒスタミン量が半分程度まで減少していることをHPLC法を用いて確認できた。これにより、成獣マウスになってから、脳内ヒスタミン量が減少するマウスを作製することが出来た。このマウスの表現型解析を行ったところ、コントロール群と変化は認められず、成獣になってからヒスタミン濃度が低下しても攻撃性には影響が出ないことが明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在DREADD（designer receptor exclusively activated by designer drugs）を用いたヒスタミン神経系の制御システムを構築し、その表現型について確認作業を行っている。これにより短期間でヒスタミン神経系が活性化したマウスあるいは抑制されたマウスがどのような攻撃性を有するかを検討することが出来る。preliminaryな結果ではあるが、短期間のヒスタミン濃度上昇は攻撃性の増加が認められており、この研究結果の再現性を得るべく、実験を行っている。またどの脳部位がDREADDによる刺激後に活性化されているかについて、c-fosの発現量を免疫組織化学染色法を用いて検討することにより明らかにする。現在のところ中脳水道周辺灰白質の活性化が生じている像が観察されており、今後n数を増やすことで中脳水道周辺灰白質やその他の候補領域における神経活動の活性化について検討を行う。
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| Causes of Carryover |
DREADD（designer receptor exclusively activated by designer drug）によるヒスタミン神経系の制御を用いた実験を追加で行う必要があるため。
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