2023 Fiscal Year Research-status Report

臨床への適用を見据えたワーキングメモリ障害改善薬の創出

Research Project

Project/Area Number	23K07042
Research Institution	Dokkyo Medical University
Principal Investigator	有銘預世布獨協医科大学, 医学部, 講師 (80609404)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Keywords	統合失調症 / 動物モデル / 認知機能障害 / 前頭前野 / パルブアルブミン陽性抑制性神経細胞
Outline of Annual Research Achievements	本研究代表者は近年最も確立された統合失調症の動物モデルの1つであるフェンサイクリジン（PCP）を慢性投与したマウスが有するワーキングメモリ障害の神経回路病態として前辺縁皮質のパルブアルブミン（PV）陽性抑制性神経細胞を見出し、化学遺伝学を用いた特異的な神経活動活性化によってワーキングメモリ障害を改善することを見出した。本研究では、化学遺伝学的手法による改善効果の神経メカニズムを解明し、薬理学的に実現する手法の創出を目的とした。具体的には、PV-Creマウスを用いた前辺縁皮質におけるPV陽性細胞のin vivo膜電位イメージングとマウスの脳波測定システムのセットアップを行なってきた。膜電位センタータンパク質を発現するアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターと化学遺伝学的手法に用いる人工受容体hM3Dqを発現するAAVベクターをマウスの前辺縁皮質にインジェクションし、GRINレンズを刺入してPV陽性細胞のin vivo膜電位イメージングの実験系の立ち上げを試みてきたが、現時点で高速スキャンが可能になるには至っていない。生体アンプ、ADコンバータ、局所フィールド電位（LFP）測定用の電極作成、行動解析ソフトとの同期など脳波の測定システムは構築できた。また、これまでワーキングメモリの評価方法としてT字型迷路を用いた遅延非場所合わせ（DNMTP）課題を試行してきたが、スループット性の低さなど問題が多かったため、オペラントチャンバーを用いてDNMTP課題を可能な限り自動化するシステムを構築し、長期にわたってマウスのワーキングメモリを評価できることを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 現在計測可能なPV陽性細胞のin vivoカルシウムイメージングに加えて、PV陽性細胞の高速発火を計測できるようにin vivo膜電位のイメージングにトライしている。イメージング自体は可能になっているが、改善の余地がまだまだ残っている。脳波の測定システムやワーキングメモリ課題の自動化は構築できた。
Strategy for Future Research Activity	先行してモデルマウスのワーキングメモリ障害を改善する条件での脳波測定を実施する。介入前後での脳波を解析することで、改善作用の神経メカニズムを解明する。また飛躍的にスループット性などが向上したオペラントチャンバーによるワーキングメモリ課題でモデルマウスのワーキングメモリを解析する。
Causes of Carryover	購入を検討している備品が不具合による発売停止中で、次年度に使用することになることが予想されるため。