2019 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of D-serine dynamics for the development of new drug against neuropsychiatric disorders
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18K06888
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
森 寿 富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (00239617)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | セリンラセマーゼ / D-セリン / NMDA受容体 / セリンシャトル仮説 / 遺伝子発現制御 / トランスジェニックマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)セリンラセマーゼ (SRR) 遺伝子のマウス個体での発現を計測するために、バクテリア人工染色体(BAC)を用い、大腸菌内相同遺伝子組換えにより、SRRの翻訳開始部位に、レポーターとして高感度で定量性が高いホタルルシフェラーゼ (Luc)遺伝子を挿入したトランスジーン BAC-Tg-SRR-Lucを構築しC57BL/6系統のトランスジェニックマウス系統を樹立した。さらに、神経変性におけるSRRの発現変化とその機能を解析するためにアルツハイマー病 (AD)モデルマウスとの交配により、新たなAD+Tg-SRR-Lucマウス系統を作製し AD発症過程におけるSRR発現解析を開始した。
2)アストロサイト特異的にD-セリンを分解するために、アストロサイト特異的 3-phosphoglycerate dehydrogenase (3PGDH) 遺伝子を用いD-セリン分解酵素 (Dsd-1)を発現させるマウス系統を確立した。Dsd-1に対する特異抗体を作製し免疫組織染色により、このマウス系統でのDsd-1の発現を検出し3PGDHと同様の発現を示すことを見出した。
3)新たに神経細胞特異的Dsd-1発現トランスジェニックマウス系統を作製するため錐体神経細胞特異的CaMKIIa遺伝子を用い BAC-Tg-CaMKIIa-Dsd-1トランシジーンを構築しC57BL/6系統トランスジェニックマウス系統を樹立した。
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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
当初計画したBAC-Tg-SRR-LucトランスジェニックマウスをC57BL/6系統で確立し、神経変性疾患でのSRR発現変化を解析するため、アルツハイマー病 (AD)モデルマウスと交配した新たなマウス系統を樹立し、発光計測も可能であった。また、アストロサイト特異的にD-セリンを分解するBAC-Tg-3PGDH-Dsd-1トランスジェニックマウス系統で、作製した抗体によりDsd-1が3PGDHを発現する細胞で検出された。さらに、神経細胞でD-セリンを分解するために、BAC-Tg-CaMKIIa-Dsd-1のトランスジーンを構築しトランスジェニックマウス系統も得られた。これらの研究実績から、2年目の研究は概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 |
1)BAC-Tg-SRR-Lucトランスジェニックマウスを用いて、ADによる神経変性疾患進行とSRR遺伝子発現変化との解析を進める。またNMDARブロッカー(MK-801) の投与により誘導した統合失調症様精神疾患モデルなどで継時的な発光計測を行い、SRRの発現変化を評価する。
2)生後発達に伴うDsd-1の発現量変化の解析と脳内セリン濃度の測定を行い、アストロサイト由来D-セリンの生後発達変化を明らかにする。次いで、アストロサイト由来D-セリンの脳機能を明らかにするために、このマウス系統で文脈恐怖条件付けを用いた記憶・学習の解析を行う。
3)神経細胞特異的Dsd-1発現トランスジェニックマウス(BAC-Tg-CaMKIIa-Dsd-1)系統でDsd-1の発現解析と脳内D-セリン濃度の計測を行う。
4)セリンシャトル仮説の検証により、D-セリン動態制御における神経細胞とアストロサイトの貢献度を明らかにしたのち、より重要な貢献をしている細胞種でD-セリン輸送に関わる中性アミノ酸トランスポーターの発現を解析する。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、2020年度請求される2019年度分の動物実験施設利用料を支払うため。
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