2021 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 / 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「幼若期薬理学的ストレス負荷ラット」を発達障害の動物モデルとして、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機序解明、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、HPA axisの中心的なストレスホルモンの一つである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。この幼若期ACTH反復投与ラット（3wACTH）は発達期(6週齢)には変化なく、成長後（10～12週齢）以降に “遅延性抑うつ様行動”と考えられる情動行動異常を発現する。2021年度には、3wACTHの“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遺伝子発現変化を探索した。2021年度は抑うつ様行動が発現していない発達期の3wACTHにおけるmRNA発現変化を同様に解析して関連分子を探索した。その結果、対照群と比較して、2126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。この有意な遺伝子発現変化が認められた遺伝子のうち、103遺伝子に2倍以上、205遺伝子に2倍未満1.5倍以上の発現増加が、また85遺伝子に0.5倍以下の発現減少が認められた。特に成熟期に発現増加が認められた炎症関連遺伝子の発現変化は、発達期では認められなかった。また、発達期および成熟期に共通に発現増加が認められた候補分子として下垂体ホルモン関連遺伝子が検出された。
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3wACTHの遅延性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
4: Progress in research has been 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、一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、2021年度に実施したDNAマイクロアレイによる網羅的解析から得られた関連分子の探索情報をもとに、幼若期ACTH反復投与ラットに認められる遅延性抑うつ様行動の発現機序を同様の解析手法によって発展的に評価することができた。今後はこれらの解析情報を起点として、幼若期ACTH反復投与ラットに認められる遅延性抑うつ様行動と母獣による「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年度に実施した成熟期の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、2021年度に実施した「抑うつ様行動」が認められない発達期の幼若期薬理学的ストレス負荷ラットでは、特に炎症関連遺伝子の発現変化は認められなかった。また、発達期および成熟期に共通に発現増加が認められた候補分子として下垂体ホルモン関連遺伝子が検出された。このような遺伝子発現の変化が認められた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まず文献的に精査し、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。さらに候補分子の変化を認めることができれば、その変化に対応する薬理学的な処置を応用することによって、幼若期ACTH反復投与ラットの抑うつ様行動を抑制できる薬物の探索まで発展できることを期待している。
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】2021年度では約18万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。また、旅費において昨今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、予定していた学会出席を一部取り止め、あるいはオンライン参加となったため、予算計上していた旅費が使用できなかった。これらの2021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】2021年度申請分において生じた次年度使用額の約18万円は、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、2021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。2022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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