Study on mechanism underlying schizophrenia development by carbonyl stress

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K06977
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• Principal Investigator: 鳥海 和也 公益財団法人東京都医学総合研究所, 精神行動医学研究分野, 主任研究員 (10549421)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: カルボニルストレス / 統合失調症 / ビタミンB6 / GLO1 / WGCNA / ミトコンドリア

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、作成した下記4群のマウスモデルに対し、遺伝学的解析を行った。
①Glo1 WT/VB6(+): コントロール群、②Glo1 WT/VB6(-): VB6欠乏群、③Glo1 KO/VB6(+): Glo1遺伝子欠損群、④Glo1 KO/VB6(-): Glo1遺伝子欠損とVB6欠乏のコ ンビネーション効果群
前年度までの解析の結果、④Glo1遺伝子欠損とVB6欠乏のコ ンビネーション効果群の前頭皮質においてミトコンドリアの機能異常が示唆されたことから、上記マウスの前頭皮質よりミトコンドリアを抽出し、Flux analyzerを用いてミトコンドリア呼吸鎖能を評価した。その結果、Glo1 KOとVB6欠乏を組み合わせた際に有意に呼吸鎖障害を生じていることが分かった。ミトコンドリアの機能異常は酸化ストレス亢進を引き起こすことが知られている。そこで、前頭皮質において酸化ストレスの評価を行ったところ、H2O2や8-OHdG、MDAなど酸化ストレス指標が、④Glo1遺伝子欠損とVB6欠乏のコ ンビネーション効果群においてのみ、亢進しているという結果が得られた。したがって、Glo1遺伝子欠損とVB6欠乏組み合わせにより、前頭皮質特異的に遺伝子発現の異常が生じ、ミトコンドリア機能異常及び酸化ストレスの亢進が惹起されることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コロナ禍の影響により動物実験が計画通りに行えず、論文の修正に時間がかかった。また、論文投稿先の査読システムにも影響が出ており、査読過程にかなりの時間を要した。

Strategy for Future Research Activity

現在、論文投稿先から査読を受け、追加実験及び投稿論文の修正中にある。できるだけ早いアクセプトを目指す。

Causes of Carryover

コロナ禍の影響により動物実験が計画通りに行えず、論文の修正に時間がかかった。また、論文投稿先の査読システムにも影響が出ており、査読過程にかなりの時間を要した。
できるだけ早い論文のアクセプトを目指し、残額は投稿料として使用する。

Research Products

• [Journal Article] Cooperation of LIM domain-binding 2 (LDB2) with EGR in the pathogenesis of schizophrenia. (2021)
  • Author(s): Ohnishi T, Kiyama Y, Arima-Yoshida F, Kadota M, Ichikawa T, Yamada K, Watanabe A, Ohba H, Tanaka K, Nakaya A, Horiuchi Y, Iwayama Y, Toyoshima M, Ogawa I, Shimamoto-Mitsuyama C, Maekawa M, Balan S, Arai M, Miyashita M, Toriumi K, et al.
  • Journal Title: EMBO Mol Med Volume: 13 Pages: e12574
  • DOI: 10.15252/emmm.202012574
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evolution of DNA Methylation in the Human Brain. (2021)
  • Author(s): Jeong H, Mendizabal I, Berto S, Chatterjee P, Layman T, Usui N, Toriumi K, Douglas C, Singh D, Huh I, Preuss T, Konopka G, Soojin VYI.
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 12 Pages: 2021
  • DOI: 10.1038/s41467-021-21917-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Enhanced Carbonyl Stress and Disrupted White Matter Integrity in Schizophrenia. (2020)
  • Author(s): Son S, Arai M, Toriumi K, Mizuta H, Miyata J, Hayashi T, Aso T, Itokawa M, Murai T.
  • Journal Title: Schizophr Res Volume: 223 Pages: 242-248
  • DOI: 10.1016/j.schres.2020.08.007
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 統合失調症発症に関連する糖化エピジェネティクス機構の解明. (2020)
  • Author(s): 鳥海和也
  • Organizer: 第4回 先進医薬研究報告会
• [Presentation] 思春期コホートにおける終末糖化産物と精神病症状の関連． (2020)
  • Author(s): 宮下光弘 山崎修道、鈴木一浩, 鳥海和也、堀内泰江、吉川茜、石田裕昭、今井淳司、長瀬幸弘、宮野康寛、井上智子、糸川昌成、西田 淳志、新井誠：思春期コホートにおける終末糖化産物と精神病症状の関連
  • Organizer: 第30回日本メイラード学会年会
• [Presentation] カルボニルストレス性統合失調症の統合的CNV-microRNA解析-思春期発症の分子基盤. (2020)
  • Author(s): 吉川茜, 久島周, 鈴木一浩, 宮下光弘, 鳥海和也, 堀内泰江, 尾崎紀夫, 糸川昌成, 新井誠
  • Organizer: 第50回日本神経精神薬理学会・第42回日本生物学的精神医学会・第4回日本精神薬学会
• [Presentation] Hericium erinaceusによるモノアミン変動を介した抗社会的ストレス作用の検討 (2020)
  • Author(s): 王恬冉, 鈴木一浩、鳥海和也、宮下光弘、朝倉舞、東江璃子、吉川茜、石田裕昭、堀内泰江、糸川昌成、新井誠
  • Organizer: 第50回日本神経精神薬理学会・第42回日本生物学的精神医学会・第4回日本精神薬学会
• [Presentation] GLO1欠損による脳内ペントシジン蓄積量の変化. (2020)
  • Author(s): 朝倉舞、鳥海和也、鈴木一浩、王恬冉、東江璃子、糸川昌成、新井誠
  • Organizer: 第50回日本神経精神薬理学会・第42回日本生物学的精神医学会・第4回日本精神薬学会
• [Presentation] モノアミン変動を介したヤマブシタケ(Hericium erinaceus)の統合失調症治療可能性の検討. (2020)
  • Author(s): 王恬冉, 鈴木一浩、鳥海和也、宮下光弘、東江璃子、朝倉舞、糸川昌成、新井誠
  • Organizer: 第93回日本生化学会大会
• [Presentation] GLO1欠損による脳内ペントシジン蓄積量の発達段階における変化 (2020)
  • Author(s): 朝倉舞、鳥海和也、鈴木一浩、王恬冉、東江璃子、嶌田由貴子、野原泉、糸川昌成、新井誠
  • Organizer: 第93回日本生化学会大会．
• [Book] グリケーションの制御とメイラード反応の利用 (2020)
  • Author(s): 有原圭三
  • Total Pages: 379
  • Publisher: シーエムシー出版
  • ISBN: 978-4-7813-1564-5