炎症性疾患によるうつ病発症機序の解明：脳内ドパミンシグナルに着目して

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K07569
• Research Institution: Kurume University
• Principal Investigator: 黒岩 真帆美 久留米大学, 医学部, 助教 (20585690)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大西 克典 久留米大学, 医学部, 助教 (10626865) ; 西 昭徳 久留米大学, 医学部, 教授 (50228144) ; 首藤 隆秀 久留米大学, 医学部, 准教授 (70412541)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: うつ病 / 炎症性腸疾患 / ドパミン

Outline of Annual Research Achievements

潰瘍性大腸炎やクローン病などの炎症性腸疾患では、患者の約３割がうつ病を合併することや、うつ病患者は通常の2倍以上、炎症性疾患を発症しやすいという報告があることから、デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）投与により炎症性腸疾患モデルマウスを作成し、うつ様状態の解析を行った。
トリプトファン2,3-ジオキシゲナーゼ (TDO) は、炎症性シグナルにより活性化されトリプトファンからキヌレニンへの合成を亢進する。トリプトファンはうつ病に関連深いセロトニンの原材料でもあることから、TDOの活性化によってセロトニン合成が抑制される可能性があり、うつ病の発症への関与が示唆される。DSS投与期間中にTDO阻害薬を併用投与したところ、DSS投与最終日から3週間後おけるうつ様行動の出現を抑制し、炎症性腸疾患に併発するうつ病の発症メカニズムにトリプトファンからセロトニンを合成する経路に変化が生じていることが示唆されたことから、TDO欠損マウスを用いて、TDOの関与についての検討を行った。TDO欠損マウスへの8日間のDSS飲水投与により、血便および大腸の短縮が認められ、TDO阻害薬を併用投与した群では、その効果が抑制されるような結果が得られつつある。このことから、TDO阻害薬による抗うつ作用の発現には、TDO以外のメカニズムがあることが示唆された。
また、ファイバーフォトメトリー解析について、側坐核や海馬歯状回等の脳部位でドパミンを測定するための最適な条件と、用いるバイオセンサーの検討を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的は、うつ病の発症にかかわる炎症性シグナルを解明することであり、炎症性シグナルに関わるTDOについて、TDO欠損マウスを用いた検討を計画通りに進行している。
また、今後予定しているファイバーフォトメトリー解析について、側坐核や海馬歯状回でドパミンを測定するための最適な条件と、用いるバイオセンサーの検討まで行った。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、うつ病と炎症性シグナルとの関与について、TDO欠損マウスを用いた検討を行う。
生化学的解析では、各脳部位（前頭前皮質、海馬、側坐核）においてドパミンシグナルを中心に、リアルタイムRT-PCR法による遺伝子発現の変化、ウエスタンブロット法によるタンパク質発現量の変化を解析する。
さらに、ファイバーフォトメトリーシステムとモノアミンセンサー（ドパミンセンサー）を用いて、脳内のドパミンの動態を高時間分解能で解析し、うつ様行動と対応させた詳細なメカニズムを解明する。
また、走査型電子顕微鏡FIB/SEMを用いて神経細胞の形態を３次元的に解析する。スパインの数や形の変化、シナプス結合の状態、細胞内小器官の分布（ミトコンドリアの局在など）が解析可能であり、神経回路の可塑的変化を解明する。

Causes of Carryover

理由：
走査型電子顕微鏡解析で使用予定のダイヤモンドナイフ等の購入を次年度に持ち越したため、次年度使用額が発生してしまった。
使用計画：
走査型電子顕微鏡解析関連の消耗品を購入する費用として使用する予定である。