2020 Fiscal Year Research-status Report
注意欠損多動症モデル動物を用いた糖質制限食による異常行動改善効果の機序解明
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19K11798
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
緒形 雅則 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (20194425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石橋 仁 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (50311874)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 糖質制限食 / 注意欠損多動症 / ドーパミン神経系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
妊娠2週目のWistarラットを購入し、生まれた生後4日目の雄ラットを用いて幼若期ドーパミン神経系傷害処置を行った。幼若期ラットの両側の側脳室にカテコールアミン神経毒である6-hydroxydopamineを注入し、幼若期ドーパミン神経傷害動物を作製した。また当処置の30分前にノルアドレナリントランスポータ―阻害薬である塩酸デジプラミンの前処置を行い、ノルアドレナリン神経系の保護を行った。処置動物を注意欠損多動症 (ADHD)モデル動物として生後9週目以降に下記の実験を行った。対照動物として溶媒（0.1％アスコルビン酸含有生理食塩水）処置動物を作製した。
今年度は前年度に引き続き行動解析として、オープンフィールド試験（新規環境下における自発運動の観察）、高架式十字迷路試験（高さに対する不安関連行動の観察）、飼育ケージ内24時間運動量試験（慣れた環境下における自発運動の観察）を行った。用いた糖質制限飼料はこれまでの実験で例数の少なかった高タンパク質の糖質制限飼料を用いた。
その結果、高タンパク質糖質制限飼料摂取により、24時間運動量試験で観られた幼若期ドーパミン神経系傷害にともなう運動量の減少が有意に改善された。そしてその改善効果は、暗期の運動量を増加させるものであった。この結果はこれまでの糖質制限飼料摂取の効果を支持するものである。またオープンフィールド試験で観察されたドーパミン神経系傷害にともなう移動距離の増加も、個体差は多いが改善傾向が認められた。しかし探索行動の減少に対しては、現時点では有効性は観察されていない。一方、高架式十字迷路におけるオープンアーム滞在時間の増加に対しては、高タンパク質糖質制限飼料摂取は、有意な効果を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
今年度は、新型コロナウイルス感染症拡大のため研究活動が大きく制限され、さらに糖質制限飼料の入荷も輸入のため通常以上に時間が必要となってしまった。また研究施設の移動も重なり、2020年11月までは実験動物の飼養もできない状態であったことから、計画していた行動実験の一部とその結果をもとにして行う予定であった組織学的解析、電気生理学的解析は実施できなかった。12月以降、研究施設の利用も可能になったことから、高タンパク質糖質制限飼料を用いた行動学的解析に実験内容を絞り上記結果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、不足分の行動実験から始める。その後、薬剤と糖質制限飼料の併用実験へと進む。初めに幼若期ドーパミン神経系傷害動物の多動に対して改善効果が予備実験で確認されているアトモキセチン（選択的ノルアドレナリントランスポータ阻害剤）の浸透圧ポンプによる持続的注入から始める。投与量は、効果が確認されている1.2mg/kg/dayから開始し、0.6mg/kg/day、0.3mg/kg/dayと減少させ糖質制限飼料との併用効果を確認する。さらに多動のみならず幼若期ドーパミン神経系傷害動物が示す不安関連行動異常や探索行動の低下などに対する効果も詳細に検討する。
次に組織学的解析へと進む。初めにノルアドレナリン神経系作用薬であるアトモキセチンに改善効果がみられることから当神経系の脳内主要起始核である青斑核、予備実験で神経細胞の興奮性増加が示唆されているセロトニン神経系の起始核である背側縫線核、報酬系としてドーパミン神経系と関連性の強い側坐核、そして行動制御中枢として知られている前頭前野におけるc-Fosの発現変化を糖質制限飼料摂取との関連で定量的に解析を行う。さらにc-Fos発現の変化が確認された部位へ、順行性・逆行性神経トレーサーを注入し、当該部位を含む本研究の重要神経回路網を解明する。
また組織学的解析によりドーパミン神経系傷害にともなう異常行動責任領域、あるいは糖質制限飼料摂取の効果発現に重要な部位が示された場合には、当部位の神経細胞を単離し、その神経細胞の電気生理学的基本性質と興奮性・抑制性入力の変化についても検討をする。
2021年度は最終年度になることから、得られた研究成果を総括し、多くの研究者が集まる北米神経科学会で発表することにより、研究成果を社会に公開する予定である。
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| Causes of Carryover |
（理由）今年度は、新型コロナウイルス感染症拡大並びに研究室、実験動物施設の移転により、11月まで動物の購入・飼育、研究活動に制限がかかってしまった。そのため実験動物代、糖質制限飼料代、抗体等の組織学的解析試薬代が予定通りに執行できなかった。また11月に研究成果発表を予定していた国際学会が中止となり、その旅費も執行することができなかった。国際学会の代わりに3月に成果を国内学会で発表したが、当学会もWeb開催となり、旅費を必要としなかった。
（使用計画）繰り越した研究費は、次年度の動物代、糖質制限飼料代、組織学的解析試薬代として使用し、遅れている研究の進捗状況の改善に努める所存である。
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Research Products
(1 results)
