2020 Fiscal Year Research-status Report
老齢期における抗不安薬ジアゼパム長期使用による認知機能障害の発生メカニズム解明
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19K18234
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
古川 智範 弘前大学, 医学研究科, 助教 (60402369)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | benzodiazepine / diazepam / Lcn2 / Aged / exercise |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、ベンゾジアゼピン系薬剤であるジアゼパムの長期暴露によって認知機能が低下するメカニズムを解明することを目的としている。これまでに、ジアゼパムを長期投与した老齢マウス（12～13ヶ月齢）において、空間学習能力の低下や海馬LTPの減弱、加齢に伴うLTPの減弱などが認められたことから、ジアゼパム長期投与は加齢との相乗効果によって海馬神経回路機能を減弱させ、認知能力を低下させることを明らかにしてきた。今年度は、ジアゼパム長期投与が海馬神経細胞に与える影響を調べることを目的に、興奮性シナプス後部を形成する棘突起（スパイン）の密度や神経新生、細胞死について検討した。その結果、ジアゼパムの長期投与は神経新生や細胞死には影響を及ぼさないが、シナプスの密度を減少させることを明らかにした。また、加齢に伴う細胞死への影響は認められなかったが、シナプスの密度および神経新生は加齢に伴い減少していた。これらのことから、ジアゼパムは若齢・老齢に関わらず海馬神経細胞のスパインを減少させて神経回路機能が抑えられるが、加齢に伴う神経新生やスパインの減少が存在することから、老齢マウスはジアゼパム長期投与による認知機能の減弱が起こりやすいと考えられる。これらの成果は、ベンゾジアゼピン系薬剤による認知機能低下メカニズムの解明に繋がると期待できる。また、神経新生やスパイン形成の制御に関わる因子や、運動負荷により神経新生が増加することが報告されていることから、ベンゾジアゼピン系薬剤による認知機能低下作用の抑制方法や予防方法への研究展開も期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでのマウス海馬組織における電気生理学的解析から、老齢マウスではCA3領域においてジアゼパム長期投与によるLTPの減弱が認められた。また、若齢マウスとの比較から、加齢に伴うCA1およびCA3領域のLTP減弱も認められた。そこで、LTPを減弱させた要因を探るため、ジアゼパム長期投与マウスおよび老齢マウス脳組織において細胞死や神経新生、シナプスについて検討した。細胞死はTUNEL染色法、神経新生はNeuroD1の免疫染色、シナプスは色素注入によるスパインの可視化によって組織学的に解析した。その結果、ジアゼパム長期投与マウスにおいて、海馬領域の細胞死および神経新生は正常であったが、スパイン密度が減少していた。また、加齢に伴い神経新生およびスパイン密度が減少することを明らかにした。
運動負荷による認知機能低下の予防効果を明らかにするため、強制回転かごを用いてマウスの適切な運動負荷条件の検討を行った。現在、老齢マウスが運動可能な運動条件において、長期的（3ヶ月）な運動を負荷させ、電気生理学的および組織学的解析を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
認知・学習能力に関わる海馬領域において、これまでに明らかにしたジアゼパム長期投与により生じる現象を引き起こす分子メカニズムを検証する予定であるが、スパイン維持やシナプス機能に関わる分子は多種多様であるため、ジアゼパム長期投与による認知機能低下の直接的要因となる機能的分子を同定するまでには比較的多くの時間が必要と考えられる。そこで、近年、老齢マウスにおける認知機能が運動により回復する報告がなされていることから、当初予定していた計画に加え、ジアゼパム長期投与による認知機能低下が運動負荷により改善するか検討を行う。具体的には、強制回転かごによりマウスに運動負荷をさせ、老齢・若齢群およびジアゼパム長期投与群・非投与群においてスパインおよび海馬ＬＴＰを解析することで、運動負荷が海馬神経回路機能の予防効果を示すことを証明する。さらに、運動負荷による予防効果関連分子を追求することにより、ジアゼパム誘導性の認知機能低下の分子メカニズム解明も期待できる。ジアゼパム長期投与および運動負荷させたマウスの脳組織サンプルの質量分析を用いた網羅的解析を行い、関連分子同定を検討する予定である。
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Research Products
(4 results)
