2020 Fiscal Year Research-status Report
幼若期ストレスによる精神機能発達障害と養育行動の機序解明からの薬物治療戦略
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19K07133
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| Research Institution | Nagasaki International University |
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Principal Investigator |
山口 拓 長崎国際大学, 薬学部, 教授 (80325563)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 発達障害 / 幼若期ストレス / 養育行動 / 抑うつ様行動 / 薬物治療 / DNAマイクロアレイ / 網羅的遺伝子発現解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではHPA axisの中心的なストレスホルモンの一つであるACTHの幼若期反復投与処置による「幼若期薬理学的ストレス負荷ラット」を作製した発達障害の動物モデルを用いて、ストレス負荷を受けた仔獣が母獣から受ける「養育」の観点から発達障害モデルが発現する行動異常の発現メカニズムの病態生理学的解明、ならびに薬物治療に向けての前臨床評価法の確立と新規薬物治療の探索を目指した。
離乳した幼若期(3週齢)のWistar系雄性ラットに、ACTHの活性アナログである酢酸テトラコサクチドを5日間反復皮下投与した(ACTH群)。この幼若期ACTH反復投与ラットは対照群（生理食塩水投与群）と比較して成長後（10～12週齢）に“抑うつ様行動”と考えられる情動行動異常を発現することを確認している。2019年度には、スクロース嗜好試験およびSplash試験を用いた検討から、母獣による「養育行動」の改善傾向を示す結果を得ることができた。このこれらを踏まえて、まず幼若期ACTH反復投与ラットにおける“抑うつ様行動”の発現機序を検討する目的で、皮質前頭前野領域におけるmRNA発現の変化をDNAマイクロアレイによって網羅的に解析して関連分子の探索を実施した。その結果、対照群と比較して、1666遺伝子において統計学的に有意な発現変化が認められた。この遺伝子発現変化に有意差があった遺伝子のうち、46遺伝子に2倍以上、136遺伝子に2倍未満1.5倍以上の発現増加が、また55遺伝子に0.5倍以下の発現減少が認められた。これらの遺伝子の中には、オートファジーや炎症に関連する遺伝子に発現変化が認められていた。今後、発現変化が認められたこれらの候補遺伝子の脳機能と幼若期ACTH反復投与ラットの抑うつ様行動との関連性を精査し、遺伝子発現変化の定量的な確認と行動変化との因果関係を検討する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでの行動学的検討から、幼若期ACTH反復投与ラットに認められる抑うつ様行動は母獣による「養育行動」によって改善傾向を示すという結果を得ている。2019年度では群構成における基礎検討に時間を要し、最終的な結果を得るに至らなかったため、2020年度に例数を一部追加した。しかし、昨年からの国内外における新型コロナウイルス感染症拡大によって、予定していた実験を縮小せざるを得なくなり、また併せて教育業務を中心とする研究活動以外の他業務が大幅に増加したことも重なって十分な研究活動を実施することができなかった。しかしながら、幼若期ACTH反復投与ラットにおける脳内遺伝子発現解析を行動学的検討に先行して実施することとし、幼若期ACTH反復投与ラットに認められる抑うつ様行動の発現機序の解明の糸口となる研究成果を得ることができた。2021年度ではこの実験結果から得られた情報を新たな起点として、幼若期ACTH反復投与ラットに認められる抑うつ様行動の発現機序の解明と母獣による「養育行動」との関連性についてさらに次の計画を進めたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）発達障害モデル動物・幼若期薬理学的ストレス負荷ラットにおける母獣による養育行動の影響
「幼若期薬理学的ストレス負荷モデルラット(幼若期ACTH反復投与モデル)」を作製して、「ACTH+母獣養育群」および「ACTH+里親群」に認められる効果を確定させる。
２）発達障害に関連する異常行動、特に「遅発性抑うつ様行動」の発現に関わる脳内分子の探索
2020年度に実施した幼若期薬理学的ストレス負荷ラットの皮質前頭前野におけるDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析において、発現増加あるいは発現減少が認められた遺伝子の中に、オートファジーや炎症に関連する遺伝子が認められた。一方、幼若期薬理学的ストレス負荷ラットは、発達期(6週齢)では発現せずに成熟期になって遅延して発現する特徴、「遅発性抑うつ様行動」が認められることを明らかにしている。この「遅発性抑うつ行動」は、幼児・児童期に虐待を受けて発達障害と診断された患児に認められることが臨床的に報告されている。したがって、発達期における皮質前頭前野の遺伝子発現変化と成熟期のそれと比較することによって、遅発性抑うつ様行動に関連する責任分子を特定したい。さらに、発現変化が認められたこれらの候補遺伝子の脳機能と幼若期ACTH反復投与ラットの遅発性抑うつ様行動との関連性を文献的に精査し、遺伝子発現変化の定量的な確認（Real-time RT-PCR法を用いた候補分子をコードするmRNAの定量的発現解析）を検討する。
以上、得られた結果を取りまとめ、成果の発表を学会発表にて、あるいはデータの集積によっては学術論文によって報告する予定である。
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| Causes of Carryover |
【次年度使用額が生じた理由】2020年度では約2.5万円の次年度使用額が生じたが、本研究においては切れ目の無い継続的な実験動物の飼養と維持管理が必要であるため、実験動物の餌や床敷きを購入するためにかかる費用を常に確保しておく必要がある。この2020年度で生じた次年度使用額は、年度を跨ぐ期間に必要な実験動物の維持管理費用に当てるため、予算運用の範囲内と考えている。
【次年度の研究費の使用計画】2020年度申請分において生じた次年度使用額の約2.5万円は、本研究における継続的な実験動物の飼養と維持管理のため、年度を跨ぐ期間に必要な実験動物の餌や床敷きを購入するための経費(物品費)として使用する。したがって、2020年度申請分において生じた次年度使用額は、翌年度分として請求した助成金に影響しない。2021年度分助成額を当初の計画どおりに運用する予定である。
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