2022 Fiscal Year Research-status Report
運動と高蛋白質ケトン食の併用による注意欠損多動症の症状改善の試みとその機序解明
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22K02166
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
緒形 雅則 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (20194425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
幅田 智也 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (20286389)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 注意欠損多動症 / 良好生活環境 / 運動療法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生後5日目の幼若期ラットに対し、麻酔下にて、両側の側脳室に6-hydroxydopamineを注入し、ドーパミン神経系を傷害した注意欠損多動症（ADHD）モデル動物を作製した。今年度は、母子分離後、通常飼育で用いられるげっ歯類の餌を用いて、飼育ケージ内に床敷きのみを入れて飼育した群（通常飼育群）とケージ床底面からの高さが異なる2つの位置に設定した2種類の筒を入れて飼育した群（良環境飼育群）の2群にて約5週間飼育し、飼育環境の行動改善効果を検討した。また、定量的な運動によるモデル動物の行動改善効果を調べるための予備実験として、無処置動物を用い生後4週目から6週間にわたりトレッドミルを様々な条件で行い、成長過程の動物でも試行可能な条件の設定を試みた。行動解析として、新規環境下における運動量と不安関連行動の解析にはオープンフィールド試験と高架式十字迷路試験を、また慣れた環境下での運動量の解析には24時間ホームケージ試験を用いた。
ADHDモデル動物は通常飼育条件では、新規環境下で運動量の増加、探索行動の減少、不安に伴う行動の減少が認められた。また慣れた環境下では、運動量の減少が確認された。良好な環境で飼育を行うと、新規環境下におけるモデル動物の異常行動に対しては改善効果が認められなかったが、慣れた環境下における行動量の減少に対しては改善効果が認められた。今後、良好な飼育環境に伴う更なる改善効果を期待すべく、回転車の設置等を行い薬剤でなく、生活環境改変によるモデル動物の異常行動改善を試みていく予定である。またトレッドミルの設定条件は、動物へのストレスを少なくするために、最初に2 m/minを5分、次に5 m/minを5分、そして8 m/minを20分行うこととした。本条件での走行では、動物の多くが走行を促す電気刺激を受けることなく1日、30分、5週間の持続的運動が可能であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
モデル動物が示す異常行動に対る良好な飼育環境の改善効果は、確認することが出来、順調に実験が進んでいる。一方、定量的かつ持続的な運動の改善効果を調べるためのトレッドミル実験のおいて、その設定条件を確定するのに予定以上の時間を要してしまった。その要因として、生後4週目から生後10週目まで、トレッドミル走行を行うので動物の成長に対応した条件を探すのに時間がかかってしまった。また1度定めた条件で実験を始めると、6週間、継続しておこなうため、次の条件設定での走行開始まで一か月以上時間が必要であったことがあげられる。次年度は条件が決まったことから、トレッドミル実験も開始し、持続的運動の改善効果を検討していく所存である。
また実験計画では、組織学的解析により脳内責任領域の確定を神経興奮性マーカーであるc-Fosの抗体を用いた免疫組織化学染色により検討する予定であっが、行動解析が不十分なため、今年度は行うことが出来なかった。また組織学的解析に続いて行う予定であった単離細胞を用いた電気生理学的解析も次年度以降に行うこととなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、まず初めに良好な飼育環境による異常行動改善効果を引き続き検討していく。特に、ケージ内設定遊具として筒のみではなく、回転車を入れ動物の興味と運動量向上に努める予定である。今年度の良好飼育環境では、モデル動物が示す一部の異常行動を改善することが出来たが、十分な効果とは言えなかった。特に新規環境下における異常行動に対する改善効果は、不十分なものであった。よってそれらを改善すべく、新たな良好飼育環境として回転車の設置を行う。得られた新たな良環境下での結果を今年度の結果と比較し、より良好であった飼育環境を用いて高蛋白質ケトン体産生食との併用効果の検討を行う予定である。既に予備実験にて、高蛋白質ケトン体産生食がモデル動物の異常行動の一部を改善することを確認しているが、本結果が研究総括に重要な影響を及ぼすことから、通常飼育環境での高蛋白質ケトン体産生食摂取動物の行動評価も引き続き行っていく。次に今年度設定したトレッドミル条件下で、モデル動物の持続的走行による運動負荷を行い、異常運動改善効果を確認する。最初に通常餌と通常飼育の条件でトレッドミルの効果を確認し、次に通常餌と良好飼育環境でのトレッドミルの併用効果を確認する。最終的には高蛋白質ケトン体産生食との併用効果も確認し、生活環境、食事、運動の三側面からの併用改善効果を示していく予定である。
前記行動実験によって、飼育環境、持続的運動、ケトン体産生食の効果が確認された後に、組織学解析による脳内責任領域の検討を行う。興奮性マーカ―としてc-Fos抗体を用い免疫組織化学染色を行う。はじめに予備実験でモデル動物にて異常興奮が確認されている背側縫線核におけるc-Fos発現状態の変化を確認し、続いて各種神経マーカーとの二重染色、神経トレーサー注入を行い、異常行動と改善効果発現に関与している神経系の特性と回路網の同定を行う。
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| Causes of Carryover |
（理由）前述のごとく、行動実験が予定より少し遅れていることにより、今年度は十分な組織学的解析を行うことが出来なかった。そのため予定していた、抗体や組織解析関連試薬の購入が予定通りに執行することが出来なかった。また設備備品として3台購入予定であったラット回転用ケージが交付決定額並びに為替の変動により、購入メーカー、台数の再検討が必要となった。検討の結果、代用品として国内メーカーのものを2台購入した。今後それらを使用し、十分な利用が確認された場合は、次年度以降に1台追加購入をすることとした。
（使用計画）組織学的解析が進むことに伴う抗体並びに組織学的解析関連試薬の購入に使用する予定である。さらに前記のごとく、回転用ケージの使用が良好と確認された場合は、追加購入を行い、実験の効率向上に努める所存である。
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Research Products
(1 results)
