神経賦活薬の脳内作用メカニズム解明を目的とした薬物感受性脳細胞の解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K16381
• Research Institution: Hoshi University
• Principal Investigator: 濱田 祐輔 星薬科大学, 薬学部, 助教 (10806326)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 活性化細胞標識法 / 中枢神経作用薬 / cFos

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、中枢神経作用薬による薬物感受性脳細胞を特定する目的で、遺伝子組換え技術を駆使し、最初期遺伝子プロモーターを利用した活性化細胞標識法の技術確立を試みた。活性化細胞標識法については、まず、最初期遺伝子であるcFosのプロモーター活性を利用して遺伝子組換え反応を誘導することが可能な cFos-CreERT2マウスを使用し、Cre応答下でGFPを発現させることの可能なマウスと交配させることで cFos-CreERT2::LSL-EGFP バイジェニックマウスを作製した。このマウスは、タモキシフェン存在下で活性化神経細胞特異的に Cre-loxP システムに従った遺伝子組換え反応の誘導が可能である。この動物を利用して、まずは、μオピオイド受容体作動薬を投与した際の薬物感受性脳細胞を GFP 標識し、その細胞群を分取することで遺伝子発現解析を行った。その結果、腹側被蓋野ならびに側坐核領域において、脳内報酬系に関与する各種神経サブタイプの活性化が認められた。一方、同様の手法を用いて、中枢賦活薬であるメタンフェタミンを投与した際の薬物感受性脳細胞の特性解析を行った。その結果、腹側被蓋野ならびに側坐核領域において、脳内報酬系に関与する各種神経サブタイプの活性化が認められたが、その中でも、μオピオイド受容体作動薬投与による活性化神経細胞とは異なる神経細胞群の活性化が認められた。本年度の研究成果より、μオピオイド受容体作動薬とメタンフェタミンに対する腹側被蓋野ならびに側坐核領域における薬物感受性脳細胞は、一部異なる細胞群である可能性が示唆されるが、今後は、それぞれの細胞特性を多角的に解析する必要性がある。

Current Status of Research Progress

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

Reason

活性化細胞標識法の確立において、cFos-CreERT2マウスやレポーターマウスの準備を比較的速やかに達成することができたため、本研究を実施することができた。また、タモキシフェンの投与による遺伝子組換え反応の条件設定や、標識した活性化細胞の分取方法、遺伝子発現解析方法の条件設定も行うことができたため、当初の計画に準じて研究成果を得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、μオピオイド受容体作動薬やメタンフェタミンを投与した際の薬物感受性脳細胞の特性解析を行った。次年度は、デュロキセチンなどの様々なモノアミン再取り込み阻害薬を用いた動物モデルを作製し、今年度と同様の手法により多種類の神経賦活薬を比較した薬物感受性脳細胞の横断的解析を行う。特に、モノアミンは、広範囲な脳領域における細胞活動を制御していることが考えられるため、解析対象とする脳領域を拡張して検討する必要があると考えられる。一方、各薬物感受性脳細胞の活動様式をモニタリングする目的で、in vivo Ca2+ イメージングによるリアルタイム細胞活動評価法の確立に着手する予定である。また、同定した薬物感受性脳細胞の再活性化による行動学的解析を行う目的で、光遺伝学的手法や薬理遺伝学的手法を応用し、cFosドライバーマウスを用いた人為的特定細胞活動技法と行動学的評価法のセットアップを行う予定である。