2011 Fiscal Year Research-status Report
抗うつ治療で賦活化する海馬プロトカドヘリンーマップキナーゼ系の意義
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23590300
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 秀和 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70273638)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山形 要人 (財)東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 研究員 (20263262)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2016-03-31
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| Keywords | うつ病 / 抗うつ薬 / 海馬 / シナプス可塑性 / 電気けいれん療法 / 細胞接着分子 / マップキナーゼ |
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| Research Abstract |
抗うつ薬が作用発現に至るまでに数週間かかる一方で、電気けいれん療法は即効性を示す。これら慢性・急性両方の抗うつ治療により、海馬神経細胞にArcadlin/Protocadherin-8/PAPCというプロトカドヘリン分子が誘導される。Arcadlinは刺激により転写・翻訳されてシナプス（スパイン）に運ばれ、下流のp38MAPキナーゼを活性化しながらシナプスの機能・形態を調節する（神経回路のつなぎかえ）。反対にp38MAPキナーゼ活性を抑制するMKP-1/DUSP1分子はうつ状態を引き起こす。本研究計画では「抗うつ治療→Arcadlin誘導→p38MAPキナーゼ活性化→シナプス（スパイン）のリモデリング」という一連のメカニズムが、抗うつ効果に関与している可能性について検討することを目的とする。具体的には、Arcadlinによる細胞内p38MAPキナーゼシグナル伝達系を基点にして、次のことを明らかにする。作用機序が異なる抗うつ薬とけいれん刺激の両者が、どのようなメカニズムでArcadlin発現誘導をもたらすのか？増えたArcadlinは、シナプス・スパインの機能・形態にどのような変化を与えるのか？同時に、Arcadlinの下流で活性化されるp38MAPキナーゼはうつ病の誘発因子であるMKP-1と本当に拮抗するのか、その結果シナプス・スパインのリモデリングに与える影響はいかなるものか？これらを通して、モノアミン仮説における矛盾点を、海馬神経細胞内シグナル伝達系と神経回路網のリモデリングの観点から理解することを目指す。初年度は、本計画の端緒である、抗うつ薬によるArcadlin誘導現象を確かめるため、マウスへの抗うつ薬腹腔内投与を行い、海馬に発現したArcadlin他の分子をイムノブロット法で検出し、その発現誘導の基本的特性を記述した。
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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
マウスに対する電気けいれん刺激は、マウス系統による電流閾値の違いや安全域の狭さの問題もあり、安全にかつ安定的に、うつ病にたいする電気けいれん療法に相当するような刺激を与えることが非常に難しいことがわかった。さまざまな実験条件を試した中から比較的安定的な条件を選び、数的にも余裕をもった実験計画を立て、遂行することで、海馬への蛋白質誘導を検出できることができた。またマウスに対する抗うつ薬の連日投与では、高用量による毒性が見られ、体重減少などの問題も発生したが、綿密なケアを行う事で、必要充分な投与量の目安がおおむね明らかになりつつある。さらにArcadlinを蛋白質レベルで検出するために必要な特異抗体については、研究分担者が研究室で作製したものを検討し、使用可能であることを確認できた。また、その他、本研究に必要な抗体を業者から購入し、使用条件を確定することも出来た。以上、様々な問題点を解決し、当初の目標である、Arcadlin発現誘導の基本的特性を記述することが出来たので、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度は、セロトニン選択的再取り込み阻害薬SSRIに分類される抗うつ薬フルオキセチンを採用し、大まかな海馬での発現プロフィールを解析した。次年度以降は、対象を三環系抗うつ薬など、他のカテゴリーの抗うつ薬にも拡げ、Arcadlin誘導現象が、モノアミン仮説に則って起きる、細胞外セロトニン濃度の上昇に起因するものか否かを明らかにしていく。また、初年度より行っているウェスタンブロットによる解析では、海馬組織のどの細胞に起きている現象かがわからないので、免疫組織化学によるArcadlin蛋白質の組織分布の解析も加えて行く。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
電気けいれん刺激ならびにウェスタンブロットに必要な機器や、免疫組織化学に使用する顕微鏡などの施設は大阪大学に揃っている。そのこともあり、また、電気けいれん刺激や抗うつ薬の慢性投与による副作用のコントロールに多大な手間と時間を取られたため、初年度の消耗品費は一部次年度に繰り越している。次年度もその部分も合わせ、初年度と同様、実験に使用する消耗品を中心にした使用計画を遂行する。主なものとしては、マウス、マウス飼育管理料、抗うつ薬、注射器、ウェスタンブロット・免疫組織化学に使用する各種薬品、蛋白質検出用抗体などである。次次年度に導入する予定の神経細胞を用いた解析の準備として、細胞培養用消耗品も一部購入を始める予定である。
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[Journal Article] Transport of 3-fluoro-L-alpha-methyl tyrosine by tumor-upregulated amino acid transporter LAT-1: a cause of the tumor uptake in PET.2012
Author(s)
Wiriyasermkul P, Nagamori S, Tominaga H, Oriuchi N, Kaira K, Nakao H, Kitashoji T, Ohgaki R, Tanaka H, Endou H, Endo K, Sakurai H, Kanai Y.
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Journal Title
J Nucl Med.
Volume: in press
Pages: in press
Peer Reviewed
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[Journal Article] Methamphetamine induces endoplasmic reticulum stress related gene CHOP/Gadd153/ddit3 in dopaminergic cells.2011
Author(s)
Irie Y, Saeki M, Tanaka H, Kanemura Y, Otake S, Ozono Y, Nagai T, Kondo Y, Kudo K, Kamisaki Y, Miki N, Taira E.
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Journal Title
Cell Tissue Res.
Volume: 345
Pages: 231-241
Peer Reviewed
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[Journal Article] Retrospective review of Japanese sudden unexpected death in infancy: the importance of metabolic autopsy and expanded newborn screening.2011
Author(s)
Yamamoto T, Tanaka H, Kobayashi H, Okamura K, Tanaka T, Emoto Y, Sugimoto K, Nakatome M, Sakai N, Kuroki H, Yamaguchi S, Matoba R.
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Journal Title
Mol Genet Metab.
Volume: 102
Pages: 399-406
Peer Reviewed
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