2022 Fiscal Year Research-status Report
新規抗うつ薬開発を指向したアストロサイト由来LIFのストレス適応促進作用の証明
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21K06806
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
辻 稔 国際医療福祉大学, 薬学部, 教授 (70297307)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮川 和也 国際医療福祉大学, 薬学部, 准教授 (10453408)
黒川 和宏 国際医療福祉大学, 薬学部, 講師 (30454846)
高橋 浩平 国際医療福祉大学, 薬学部, 助教 (90846411)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ストレス適応障害 / 白血病阻止因子 / 5-HT1A受容体 / GSK3β / アストロサイト / オリゴデンドロサイト / ミエリン / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体は、ストレスに適応して恒常性を維持するための生理機構（ストレス適応機構）を有しており、この機構の障害が様々なストレス性疾患の発症に関係していると考えられる。したがって、ストレス適応機構に関与する脳機能を考究することは、うつ病をはじめとするストレス性精神疾患の発症要因や予防因子を明らかにし、新規治療薬の開発に向けた礎を築くための重要な課題である。一方近年、白血病阻止因子（LIF）が、脳神経細胞の軸索構成成分であるミエリンの形成を促進することが明らかにされている。また、うつ病などのストレス性精神疾患の発症に、ミエリン形成の低下が関与していることが示唆されている。申請者らは2021年度の研究において、海馬アストロサイトからのLIFの生成・分泌不全によるオリゴデンドロサイトの分化・成熟障害とそれに続くミエリン形成の低下が、ストレスへの適応障害に寄与していることを示唆する知見を得た。そこで、2022年度では、申請者らが先の研究でLIFを増加させる作用を有することを見出している5-HT1A受容体刺激薬が、ストレス適応障害モデルマウスに与える効果とそのメカニズムについて検討した。その結果、ストレス適応障害モデルマウスで認められる情動異常や海馬におけるミエリン構成タンパク質の減少が、5-HT1A受容体作動薬の投与により改善することを明らかにした。また、5-HT1A受容体作動薬が、GSK3βのリン酸化の亢進と、その下流に存在するミエリン形成に重要なオリゴデンドロサイトの発現調節因子（Gab1, olig2, Nkx2.2, GSK3β, Hes5, sox10, MRF, Zfp24）の増加を引き起こすことも見出した。これらの知見は、5-HT1A受容体の刺激によりオリゴデンドロサイトの分化・成熟が促進し、ミエリン形成の低下に起因するストレスへの適応障害が改善することを示唆するものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の目的は、海馬アストロサイトにおいて生成・分泌されるLIFによるミエリン形成がストレス適応の形成において重要な役割を果たしており、この機構の
破綻が情動障害発症のリスクとなることを種々の研究手法を用いて多角的に実証し、ストレスに対する恒常性維持に関与する脳内メカニズムの解明と新規うつ病
治療薬の開発への応用につなげることである。この目的の達成に向けて、2022年度では、申請者らが先の研究でLIFを増加させる作用を有することを見出している5-HT1A受容体刺激薬が、ストレス適応障害モデルマウスに与える効果とそのメカニズムについて検討した。その結果、「研究実績の概要」に記載したとおり、5-HT1A受容体刺激が、海馬におけるGSK3βのリン酸化の亢進とその下流に存在する発現調節因子の増加を介してオリゴデンドロサイトの分化・成熟を促進し、ミエリン形成の低下に起因するストレスへの適応障害を改善することを示唆する知見を得た。一方、当初予定していた各グリア細胞（アストロサイト、ミクログリア、オリゴデンドロサイト）におけるLIF及びその受容体の局在・発現変化の解析、並びにストレス適応障害モデルマウスの海馬オリゴデンドロサイト前駆細胞、オリゴデンドロサイト成熟細胞及びミエリンの発現・形態に対するLIF中和抗体あるいはLIF海馬内局所投与の効果の検討を実施するまでには至らなかった。さらに、マウス海馬由来アストロサイトの初代培養系を構築し、LIFが産生・放出されていることは確認したものの、培養上清がストレス適応障害モデルマウスのストレス適応能力やオリゴデンドロサイト前駆細胞、オリゴデンドロサイト成熟細胞並びにミエリンの発現・形態変化に与える効果について検討することはできなかった。これら当該年度内に実施できなかった研究計画については、次年度における検討課題とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度では、5-HT1A受容体の刺激により、海馬においてGSK3βのリン酸化の亢進を介してオリゴデンドロサイト発現調節因子の増加が誘発され、その結果オリゴデンドロサイトの分化・成熟が促進することで、ミエリン形成の低下に起因するストレスへの適応障害が改善することを示唆する知見を得た。このことを踏まえ、2023年度では、以下の検討を実施する予定である。
1）各グリア細胞（アストロサイト、ミクログリア、オリゴデンドロサイト）におけるLIF及びその受容体の局在・発現変化を解析する。
2）適応障害モデルマウスの海馬内にLIF中和抗体あるいはLIFを局所投与し、オリゴデンドロサイト前駆細胞、オリゴデンドロサイト成熟細胞並びにミエリンの発現・形態変化を観察する。また、ストレス適応能力の変化についても検討する。
3）初代培養アストロサイトから放出されたLIFを含む培養上清をストレス適応障害モデルマウスの海馬内に局所投与し、オリゴデンドロサイト前駆細胞、オリゴデンドロサイト成熟細胞並びにミエリンの発現・形態変化を観察するとともに、ストレス適応能力の変化を検討する。
4) 初代培養アストロサイトにおいてLIFの産生・分泌を高めることが確認された薬物をストレス適応障害モデルマウスに投与し、オリゴデンドロサイト前駆細胞、オリゴデンドロサイト成熟細胞並びにミエリンの発現・形態変化を観察するとともに、ストレス適応能力の変化を検討する。
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| Causes of Carryover |
「現在までの進捗状況」に記載したとおり、2022年度ではコロナ禍における教育活動の負担ならびに研究活動の制限の影響もあり、予定していた研究計画の一部を実施できなかった。したがって、これら研究計画の遂行のために見積もっていた各種消耗品（実験動物、抗体、western blot用試薬・消耗品、組織化学的検討用試薬・消耗品、細胞培養用試薬・消耗品など）の費用を次年度に繰り越すこととした。2022年度未検討の課題については2023年度に実施する予定であり、その際に発生する費用に今回繰り越した次年度使用額を充当する。
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