2020 Fiscal Year Research-status Report
Neural homology of major depressive disorder between human and mouse
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20K07960
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
大橋 一徳 日本大学, 歯学部, 助教 (90617458)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | うつ病 / マウス / 光学イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
あらゆる疾患モデルにおいて病態の生物学的基盤の再現は不可欠である。現行のうつモデルマウスは行動の表面妥当性は有するが、疾患に対する構成的妥当性が満たされていない。本研究の目的は、不完全なうつモデルマウスに構成的妥当性を付与し、この状況を解消することである。目的達成のため、うつ病患者において前頭葉２５野の過活動が観察され、この活動の抑制と並行してうつ症状が改善されるという最近の臨床知見と、ヒトマウス脳の相同関係を利用する。具体的には、うつ病患者特異的な脳活動がうつモデルマウスの相同脳領域において存在することを光学イメージングで示し、その神経活動を人為的に操作することで、うつ様行動が改善されることを実証する。
今年度はヒト健常者前頭葉で観測されている25野で低く、前部帯状回(24,32野)で高い脳活動が、マウス相同領域である内側前頭前野(mPFC)下辺縁皮質(IL)、前帯状皮質(AC)および前辺縁皮質(PL)においても存在するか自発活動イメージングによって検証した。イメージングはイソフルラン麻酔下のGCaMP7遺伝子組換えマウスmPFCに埋め込んだ光学プリズムを通して行った。AC,PL,ILを含むmPFC全域から計測した自発活動を解析したところ、各領野間に神経活動の有意な差は見られなかった。ヒト健常者前頭葉で観測されている神経活動は他領野と比べて25野で低いことが報告されているが、マウスの相同部位であるILは有意に低い活動を示さなかった。一方、他領域の神経活動はヒトとマウスで一致しており、正常マウスmPFCとヒト健常者前頭葉神経活動が概ね対応関係を持つことが明らかになった。
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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
本研究はヒト-マウス脳の相同関係を利用するため、ヒト前頭葉に対応するマウス相同領域であるmPFCの神経活動をサブ領域の精度で計測することが不可欠である。予備実験の段階では成功率が良くなかった光学プリズムの大脳縦裂への挿入を今年度では安定して行うことができるようになった。その結果、mPFCサブ領域であるAC,PL,ILからの神経活動を継続して計測することが可能になり,各領野の同定ができた。従来、mPFCサブ領域の同定は組織染色でなされており、in vivoの神経活動からの領域同定は前例がない。また、ヒト健常者前頭葉で観測されている25野の低い神経活動は、マウスmPFCにおいて計測することはできなかったが、それ以外の活動はヒト健常者と正常マウスで対応関係にあることを明らかにでき、次の実験計画であるうつ状態の神経活動計測に移る準備を完了することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
正常マウスのmPFC神経活動を明らかにできたので、次年度はストレス性うつ状態におけるmPFC神経活動のイメージングを行う。ストレス性うつマウスは１日６時間の拘束ストレスを２１日間行うことによって作成し、うつの有無は強制水泳によって評価する。ヒトうつ病患者において前頭葉２５野の過活動が観察されることが報告されていることから、マウスの25野相同部位であるILの過活動の有無を焦点に解析を行う。同時にコントロールとして、無拘束状態のマウスmPFC神経活動のイメージングを継続的に行い、拘束ストレス経験マウスとの違いを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
研究計画どおり経費を使用したところ、端数が生じた。繰越金は令和３年度助成金と合わせて、光学素子や薬剤といった物品費に使用する予定である。
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Research Products
(1 results)
