2021 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental verification of mental illness caused by the interaction with the hereditary factor and dietary environment
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18K14832
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
平井 志伸 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 (00625189)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 血管障害 / PVニューロン / アストロサイト / ミクログリア / 統合失調症 / 双極性障害 / 糖代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現代に至るまでに、砂糖、異性化糖などの単純糖質の摂取量は世界的に増加し続けてきた。特に精神疾患（本研究では、統合失調症と双極性障害を指す）が好発する思春期は単純糖質をより多く摂取する傾向がある。また、精神疾患患者は砂糖を含めた単純糖質を健常者よりも過剰に摂取し、摂取量が多ければ多いほど予後が悪いという報告もある。しかし、思春期の砂糖の過剰摂取が疾患の発症自体に寄与するかは不明だった。
我々はモデルマウスを作成し因果関係を実証、更にそのマウスを利用して新たな精神疾患発症機序の同定を目指した。Glyoxylase-1とDisrupted-in-schizophrenia-1遺伝子のヘテロ欠損を精神疾患の遺伝的素因として選択し、マウスの思春期に相当する時期に砂糖を過剰に摂取させるという環境要因を組み合わせることで、精神疾患に似た様々な表現型を示す新規モデルマウスの作出に成功した。更に、このモデルマウスを詳細に解析し『脳毛細血管障害』を見出した。この知見のヒトでの一般性を確認するために、統合失調症と双極性障害の患者の死後脳を用いたところ、両者においてモデルマウスで見られたものと同様の脳毛細血管障害が確認された。これは新たな精神疾患の表現型と考えられる。また、このモデルマウスでは、血管障害に伴い血中から脳実質へのグルコース取り込みが障害されていることも分かった。これらの新たな表現型は、発症前にアスピリンを持続投与することで予防され、血管障害、グルコース取り込み障害と同時に多くの精神疾患様症状も抑制された。注目すべきは、本研究で用いた患者は必ずしも砂糖の過剰摂取の記録があるわけではないことである。すなわち、研究に用いた患者は多様なストレス環境下で精神疾患を発症していることから、精神疾患には代謝ストレスを含む様々な環境ストレスによる脳毛細血管障害も関与している可能性が示唆された。
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[Journal Article] High-sucrose diets contribute to brain angiopathy with impaired glucose uptake and psychosis-related higher brain dysfunctions in mice.2021
Author(s)
Hirai S*, Miwa H, Tanaka T, Toriumi K, Kunii Y, Shimbo H, Sakamoto T, Hino M, Izumi R, Nagaoka A, Yabe H, Nakamachi T, Shioda S, Dan T, Miyata T, Nishito Y, Suzuki K, Miyashita M, Tomoda T, Hikida T, Horiuchi J, Itokawa M, Arai M, Okado H*
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7(46)
Pages: eabl6077
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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