MIFから考える統合失調症の分子病態と抗精神病薬の新たな作用機序

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K15483
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 岡崎 賢志 神戸大学, 医学部附属病院, 助教 (70722867)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 統合失調症 / MIF / アストロサイト / 神経幹細胞 / ニューロン / ES細胞 / iPS細胞

Outline of Annual Research Achievements

統合失調症は世界的に有病率約1%のありふれた疾患であるが、その生物学的基盤は明らかでなく、診断や治療は症状と経過に依存している。本研究の目的は、統合失調症の病態機序におけるMIFの役割を明らかにし、治療標的やバイオマーカーとして臨床応用へ展開するための研究基盤を確立することである。
R1年度の実験としては、ひきつづき新生仔C57BL/6マウス皮質由来アストロサイトを用いて、抗精神病薬によるアストロサイトのMIF発現機構の解析を進めた。これまでの結果を踏まえ、MIF発現との関連が報告されている各種の転写因子の阻害剤を投与し、MIRmRNAの発現変化をリアルタイムRT-PCRで、MIF蛋白の発現変化をELISA法で解析したが、これまでのところ有意な結果は得られていない。次に、ヒストン化学修飾によるメカニズムに着目し、ヒストン脱アセチル化阻害剤であるトリコスタチンAやバルプロ酸ナトリウムを投与したところ、MIF mRNAの有意な増加を認めた。さらにヒストンアセチル化における分子メカニズムの詳細を解析するため、MIFプロモーター領域を対象としたクロマチン免疫沈降（ChIP）法による解析を立ち上げ、抗精神病薬処置によりH3K9やH3K27などのヒストンアセチル化が増加しているかの解析を進めている。マウスES細胞を用いた実験としてはSDIA法によるドーパミン神経細胞への分化誘導系を確立し安定して行っている。ヒトiPS細胞を用いた実験としては、統合失調症患者由来iPS細胞の樹立と集積を進めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

新生仔マウスからアストロサイトおよび神経幹細胞の初代培養系について、安定して細胞培養を継続し実験に使用している。アストロサイトにおいて、各種の抗精神病薬を処置によるMIF発現に関与するシグナル伝達経路の解析を進めている。ヒストン脱アセチル化を解析するためにクロマチン免疫沈降（ChIP）法を新規に立ち上げ、安定して実験をすすめている。神経幹細胞におけるMIF処置による表現型（増殖、生存、分化）の実験系、マウスES細胞を用いたドーパミン神経細胞への分化誘導系も確立している。統合失調症患者由来ヒトiPSの樹立と集積を継続している。よっておおむね順調に進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

アストロサイトにおける抗精神病薬によるMIF発現増加のシグナルを調べるため、ひきつづきヒストン化学修飾の関与について解析する。ChIP法によって有意な結果が得られれば、抗精神病薬による直接のヒストン脱アセチル化阻害について、HDAC活性の変化を解析する。神経幹細胞については、MIFによる増殖・分化・生存といった細胞表現型の変化の解析を進める。マウスES細胞を用いたドーパミン神経分化へのMIFの役割の解析、患者由来ヒトiPS細胞を用いた解析も進める予定である。
統合失調症はありふれた疾患であるが、生物学的機序の解明は遅れている。MIFは、これまで統合失調症との関連について世界に先駆けて我々が報告しており、本研究計画により統合失調症の生物学的解明に大きく貢献できると考える。

Research Products

• [Journal Article] Chemokine Alterations in the Postmortem Brains of Suicide Completers (2020)
  • Author(s): Shinko Y, Otsuka I, Okazaki S, Horai T, Boku S, Takahashi M, Ueno Y, Sora I, Hishimoto A.
  • Journal Title: J Psychiatr Res . Volume: 120 Pages: 29-33
  • DOI: 10.1016/j.jpsychires.2019.10.008.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Accelerated Extrinsic Epigenetic Aging and Increased Natural Killer Cells in Blood of Suicide Completers (2020)
  • Author(s): Okazaki S, Otsuka I, Horai T, Hirata T, Takahashi M, Ueno Y, Boku S, Sora I, Hishimoto A.
  • Journal Title: Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry . Volume: 98 Pages: 109805
  • DOI: 10.1016/j.pnpbp.2019.109805.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ATP and Repetitive Electric Stimulation Increases Leukemia Inhibitory Factor Expression in Astrocytes: A Potential Role for Astrocytes in the Action Mechanism of Electroconvulsive Therapy (2020)
  • Author(s): Maruyama S, Boku S, Okazaki S, Kikuyama H, Mizoguchi Y, Monji A, Otsuka I, Sora I, Kanazawa T, Hishimoto A, Yoneda H.
  • Journal Title: Psychiatry Clin Neurosci . Volume: . Pages: 12986
  • DOI: 10.1111/pcn.12986.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mitochondrial DNA Copy Number Raises the Potential of Left Frontopolar Hemodynamic Response as a Diagnostic Marker for Distinguishing Bipolar Disorder From Major Depressive Disorder (2019)
  • Author(s): Tsujii N, Otsuka I, Okazaki S, Yanagi M, Numata S, Yamaki N, Kawakubo Y, Shirakawa O, Hishimoto A.
  • Journal Title: Front Psychiatry Volume: 10 Pages: 312
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2019.00312. eCollection 2019.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Major Depressive Disorder-Associated SIRT1 Locus Affects the Risk for Suicide in Women After Middle Age (2019)
  • Author(s): Hirata T, Otsuka I, Okazaki S, Mouri K, Horai T, Boku S, Takahashi M, Ueno Y, Sora I, Shirakawa O, Hishimoto A.
  • Journal Title: Psychiatry Res. Volume: 278 Pages: 141-145
  • DOI: 10.1016/j.psychres.2019.06.002.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-wide Association Studies Identify Polygenic Effects for Completed Suicide in the Japanese Population (2019)
  • Author(s): Otsuka I, Akiyama M, Shirakawa O, Okazaki S, Momozawa Y, Kamatani Y, Izumi T, Numata S, Takahashi M, Boku S, Sora I, Yamamoto K, Ueno Y, Toda T, Kubo M, Hishimoto A.
  • Journal Title: Neuropsychopharmacology . Volume: 44(12) Pages: 2119-2124
  • DOI: 10.1038/s41386-019-0506-5.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 統合失調症におけるマクロファージ遊走阻止因子(MIF)の血清濃度増加と遺伝子多型関連解析 (2019)
  • Author(s): 岡崎 賢志, 大塚 郁夫, 渡部 雄一郎, 朴 秀賢, 新名 尚史, 平田 尚士, 蓬莱 政, 染矢 俊幸, 曽良 一郎, 菱本 明豊
  • Organizer: 日本精神神経学会
• [Presentation] 統合失調症におけるY染色体モザイク欠損の検討 (2019)
  • Author(s): 平田 尚士, 菱本 明豊, 大塚 郁夫, 岡崎 賢志, 朴 秀賢, 木村 敦, 蓬莱 政, 曽良 一郎
  • Organizer: 日本精神神経学会
• [Presentation] 男性アルコール依存症患者の骨密度低下に関する横断的研究 (2019)
  • Author(s): 蓬莱 政, 菱本 明豊, 大塚 郁夫, 新名 尚史, 岡崎 賢志, 毛利 健太朗, 朴 秀賢, 曽良 一郎
  • Organizer: 日本精神神経学会
• [Presentation] 自殺既遂者の血液・脳組織におけるY染色体喪失の解析 (2019)
  • Author(s): 木村 敦, 菱本 明豊, 平田 尚士, 山本 愛久, 蓬莱 政, 新名 尚史, 大塚 郁夫, 岡崎 賢志, 朴 秀賢, 曽良 一郎
  • Organizer: 日本精神神経学会
• [Presentation] Mir-19b is increased in peripheral blood of schizophenic patients and a!ects proliferation and survival of hippocampal neural progenitor cells (2019)
  • Author(s): Boku S, Horai T, Okazaki S, Otsuka I, Mouri K, Hishimoto A
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Int'l Joint Research