2013 Fiscal Year Research-status Report
新規精神疾患関連分子の生理機能解析および臨床利用の可能性
Project/Area Number |
24590183
|
Research Institution | University of Toyama |
Principal Investigator |
宮本 嘉明 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 准教授 (20449101)
|
Keywords | 精神疾患 |
Research Abstract |
近年、覚醒剤精神病モデル動物の脳内において遺伝子発現量が増加する分子としてShatiが見出された。しかしながら、Shatiの生理的機能やその役割については、ほとんど明らかにされていない。そこで、本研究では、各種Shati遺伝子改変マウスを用いて、その機能的役割を明らかにするとともに、精神疾患の診断や遺伝子治療の可能性を検討する。 我々の海外共同研究グループは、ShatiがN-acetylaspartate(NAA)の合成酵素であること、更にNAAはN-acetylaspartylglutamate(NAAG)へと縮合されることを報告した。そこで、本年度はまず、各種Shati遺伝子改変マウスにおけるNAAおよびNAAG含量を測定した。Shati欠損マウスの脳内では、NAA含量が有意に減少し、NAAGはほとんど検出されなかった。アデノ随伴ウイルスベクターを用いた側坐核または海馬Shati過剰発現マウスでは、各脳部位におけるNAAおよびNAAG含量が有意に増加していた。次に、NAAGが代謝型グルタミン酸受容体3(mGluR3)の神経伝達物質であることに着目して、行動薬理学的、生化学的および電気生理学的検討を行った。その結果、昨年度に見出した各種Shati過剰発現マウスにおける行動学的異常が、mGluR3拮抗薬の投与によって改善された。さらに、野生型マウスの側坐核におけるドパミン基礎遊離量は、NAAG処置またはNAAG分解酵素阻害剤の投与によって、側坐核Shati過剰発現マウスと同様に有意に減少した。また、野生型マウスの海馬スライスへのNAAG処置は、海馬Shati過剰発現マウスでの認知機能亢進を支持し、シナプス可塑性(長期増強)の有意な増加が観察された。 以上のことから、Shatiは、mGluR3を介したグルタミン酸作動性神経システムを機能調節することによって、情動性や学習記憶に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前述したように、本年度は、行動薬理学的、生化学的および電気生理学的手法によって、Shatiが調節する神経制御メカニズムを解明し、その機能的役割を明らかにした。また、精神病様症状を引き起こす覚醒剤投与によるShati遺伝子発現メカニズムをin vitro およびin vivo実験で検討した。培養細胞を用いたShatiゲノムDNAのレポーター解析によって、Shatiプロモーター領域が推定されたため、in silico 検索による転写因子結合配列の解析を行った。その結果、発現調節に重要と考えられる2つの配列を見出した。さらに、覚醒剤連続投与動物におけるShatiプロモーター領域のメチル化解析を行ったところ、対照群と比較して覚醒剤連続投与により側坐核および血中由来ゲノムDNAの同一箇所のメチル化率およびプロモーター領域全体の平均メチル化率が有意に減少していた。つまり、この結果は、Shati遺伝子発現が、少なからずDNAメチル化により調節されていることを明らかにするとともに、脳組織と血中のShati DNAメチル化率が連動している可能性を示唆した。そこで、本年度より、この現象を基に精神疾患の診断方法開発のために、富山大学附属病院精神科のご協力を得て、精神疾患患者からの血液サンプルの採集を開始した。 以上のことから、本年度に予定していた実験計画のうち、各種Shati遺伝子改変マウスにおける行動学的神経機能変化を裏付けるための基礎実験は順調に遂行された。また、臨床応用のための礎となる基礎実験によって、その糸口を見出し、臨床実験に着手することができた。しかし、当初、予定していたShati相互作用分子の探索については、後述する研究施設の都合により着手することができなかった。
|
Strategy for Future Research Activity |
次年度は、まず、基礎実験として、Shatiと相互作用するタンパク質を同定する。そのために、GST-tag融合Shati 発現ベクターを利用したプルダウン・アッセイ法、電気泳動分離法およびMALDI-TOF/MS法もしくはLC-MS/MS法により、Shatiと結合するタンパク質を明らかにするとともに、その相互作用の意義を検討する。さらに、各種のShati遺伝子改変マウスを用いて、神経活動調節機能以外のShatiの機能も検討していく予定である。 また、臨床実験においては、精神疾患患者から採集した血液サンプルをもとにShatiプロモーター領域のDNAメチル化率を解析するとともに、血中NAAおよびNAAG量の測定を試みる。これらの実験結果と、臨床確定診断での病名や程度を比較することによって、精神疾患状態を把握する診断方法開発の検討を行う。 以上のことから、Shatiの更なる機能的役割を明らかにするとともに、精神疾患の診断応用への有用性を確立していく。
|
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度は、昨年度より続く本学生命科学先端研究センター動物実験施設の改築工事および工事後のマウス飼育室移動の影響を極力減らすために、動物実験を優先して行った。そのため、in vitro実験であるShati相互作用分子の探索に着手できず、次年度使用額が生じた。また、当初、海外での学会において研究成果を発表する予定であったが、担当実習の都合により渡航できなくなったことも、その原因のひとつである。 次年度に、消耗品費として、Shati 相互作用分子の探索ためのGST-tag融合タンパク質プルダウン・アッセイ、電気泳動およびMALDI-TOF/MSもしくはLC-MS/MS実験の試薬器具費に本年度の繰越金を使用する。また、精神疾患患者の血中Shati DNAメチル化解析の試薬器具費にも、繰越金を利用して次年度予算を充足する。その他、実験動物の飼育費、in vivo マイクロダイアリシス実験の試薬器具費、多電極細胞外電位記録実験の試薬器具費および一般試薬費での使用を予定している。
|
Research Products
(27 results)
-
[Journal Article] Overexpression of Shati/Nat8l, an N-acetyltransferase, in the nucleus accumbens attenuates the response to methamphetamine via activation of group II mGluRs in mice.2014
Author(s)
Miyamoto, Y., Ishikawa, Y., Iegaki, N., Sumi, K., Fu, K., Sato, K., Furukawa-Hibi, Y., Muramatsu, S., Nabeshima, T., Uno, K., Nitta, A.
-
Journal Title
Int. J. Neuropsychopharmacol.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Functional analysis of deep intronic SNP rs13438494 in intron 24 of PCLO gene.2013
Author(s)
Seo, S., Takayama, K., Uno, K., Ohi, K., Hashimoto, R., Nishizawa, D., Ikeda, K., Ozaki, N., Nabeshima, T., Miyamoto, Y., Nitta, A.
-
Journal Title
PLoS One
Volume: 8
Pages: e76960
DOI
Peer Reviewed
-
[Journal Article] 薬物依存関連新規分子の生理機能解明について.2013
Author(s)
宮本嘉明, 斎鹿絵里子, 堀悦郎, 家垣典幸, 石川雄大, 鷲見和之, 鍋島俊隆, 村松慎一, 西条寿夫, 宇野恭介, 新田淳美.
-
Journal Title
日本神経精神薬理学雑誌
Volume: 33
Pages: 167-173
Peer Reviewed
-
-
[Presentation] PiccoloのSNPであるrs13438494は遺伝子関連解析において依存性関連疾患と関連がありドパミンおよびセロトニンの取り込みを制御する.2014
Author(s)
宇野恭介, 西澤大輔, 除承姫, 高山佳奈子, 松村祥平, 酒井規雄, 大井一高, 鍋島俊隆, 橋本亮太, 尾崎紀夫 池田和隆, 宮本嘉明, 新田淳美.
Organizer
第87回日本薬理学会年会
Place of Presentation
仙台
Year and Date
20140319-20140321
-
-
-
-
[Presentation] The relationship between Shati/Nat8l and NAA in various age stage in mice brain.2013
Author(s)
Sumi, K., Uno, K., Iwamoto, R., Nabeshima, T., Furukawa-Hibi, Y., Miyamoto, Y., Nitta, A.
Organizer
Neuroscience 2013
Place of Presentation
San Diego, USA
Year and Date
20131109-20131113
-
[Presentation] Different effects of shati/nat8l-overexpression on the responses to methamphetamine between in of the nuclus accumbens and dorsal striatum in mice.2013
Author(s)
Nitta, A,, Sumi, K., Ishikawa, Y., Iegaki, N., Furukawa-Hibi, Y., Muramatsu, S., Nabeshima, T., Uno, K., Miyamoto, Y.
Organizer
Neuroscience 2013
Place of Presentation
San Diego, USA
Year and Date
20131109-20131113
-
[Presentation] 精神疾患に関連するPCLO SNP rs13438494の分子生物学的検討.2013
Author(s)
宇野恭介, 徐承姫, 松村祥平, 大井一高, 橋本亮太, 西澤大輔, 池田和隆, 酒井規雄, 鍋島俊隆, 宮本嘉明, 新田淳美.
Organizer
第23回日本臨床精神神経薬理学会・第43回日本神経精神薬理学会合同年会
Place of Presentation
沖縄
Year and Date
20131024-20131026
-
-
-
-
[Presentation] The role of shati/nat8l in the addicted mice brain.2013
Author(s)
Nitta, A., Ishikawa, Y., Sumi, K., Iegaki, N., Furukawa-Hibi, Y., Muramatsu, S., Nabeshima, T., Uno, K., Miyamoto, Y.
Organizer
World Congress of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences 2013; 73rd International Congress of FIP.
Place of Presentation
Dublin, Ireland
Year and Date
20130831-20130905
-
-
-
-
[Presentation] セロトニンおよびドパミントランスポーターを過剰発現させたPC12およびHEK293細胞において、PCLOのSNPはモノアミン取り込みを制御する.2013
Author(s)
宇野恭介, 高山佳奈子, 徐承姫, 大井一高, 橋本亮太, 西澤大輔, 池田和隆, 酒井規雄, 鍋島俊隆, 宮本嘉明, 新田淳美.
Organizer
Neuro 2013
Place of Presentation
京都
Year and Date
20130620-20130623
-
-
-
-
-
-
-
-