Elucidation of the molecular mechanism of D-serine - AMPA receptor interaction and its application to the development of a treatment for schizophrenia

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K16655
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52030:Psychiatry-related
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: UMINO Masakazu 昭和大学, 医学部, 兼任講師 (00735855)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 統合失調症 / D-セリン / AMPA受容体 / NMDA受容体

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the molecular mechanism underlying the D-serine-AMPA receptor interaction, we have investigated the uncovered localization of D-serine by using immunocytochemical methods, and found that D-serine positive cells show immunoreactivity (1) to the neuronal cell body marker NeuN and the oligodendroglia marker CNPase in the cortical gray matter and hippocampus and (2) to CNPase in the cortical white matter. These results suggest that D-serine may be localized to neuronal cell bodies and perineuronal oligodendroglia in the gray matter and to intrafascicular oligodendroglia in the white matter of cortical and hippocampal tissues. The AMPA receptor expressed on these cells could regulate D-serine signaling. There is no change in the mRNA levels of AMPA receptor subunit genes (GRIA1~GRIA4) in the postmortem prefrontal cortex of patients with schizophrenia.

Free Research Field

精神医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究者は、統合失調症における既存の治療薬に反応性・抵抗性双方の症状の病態に関係するNMDA受容体機能不全の改善方法を検討し、同受容体の活性化に不可欠なD-セリンのシグナルを、AMPA受容体遮断薬により増強することが有用な可能性を動物実験で示した。神経細胞体や束間および傍神経オリゴデンソログリアがD-セリンを含むことが、本研究によって初めて明らかにされたことにより、これらの細胞に発現するAMPA受容体がD-セリンを調節することが示唆され、両者の相互作用の分子機構解明に重要な手がかりを与えたと考えている。この解明により、統合失調症を始めとする脳疾患の新規治療法開発の進展が期待される。