2015 Fiscal Year Annual Research Report
5-HT2C受容体のRNA編集によるストレス・情動調節機構の機能形態学的研究
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25290014
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
田中 雅樹 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80264753)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田口 勝敏 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60462701)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 5-HT2C / RNA編集 / 情動 / NPY / 遺伝子改変マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は慢性ストレスモデルやRNA 編集異常を起こした遺伝子改変マウスを用いて、セロトニン２C 受容体(5-HT2CR)とそのRNA 編集がストレス・情動反応にどのように関与するか解明することを目的としている。
遺伝子改変マウスにおける情動検索
H27年度は5-HT2CRのRNA編集が起きないINI型マウスの脳の各部位におけるモノアミンを定量すると、側坐核におけるセロトニンが有意に対照群より減少していた。さらに行動解析を行うと強制水泳試験でINIマウスは有意に無動時間が増加しており、抗うつ剤(Desipramine)投与により改善がみられた。このマウスは野生型に比べてうつ様状態にあることが考えられた。さらにストレス、情動関連遺伝子の検索で、INIマウスは野生型に比べて側坐核NPY遺伝子の有意な発現低下が見られた。5-HT2CRのアゴニストを側坐核に投与するとNPY遺伝子の抑制がみられ、組織検索では5-HT2CRは側坐核のNPYニューロンではなく、GAD陽性のGABAergic ニューロンに発現しており5-HT2CRは間接的にNPYニューロンを調節していることが示唆された。しかし、側坐核直接NPYやY-1アゴニストを投与しても、無動時間の減少はみられなかった。今度はadeno-associated virus (AAV)により側坐核にNPY遺伝子を強制発現させると、無動時間が有意に減少した。これらの結果をまとめると、INIマウスの解析から側坐核NPYニューロンの情動への関与が強く示唆され、それは側坐核からの投射先を介して行われていることが想定された。この研究成果は研究論文としてまとめ、最近European Journal Neuroscience誌に掲載が決まった。２８年度は側坐核NPYニューロンと情動行動の関わりを明らかにして行きたい。
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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
27年度は以下に述べる、大きく二つの研究を実施した。昨年度の今後の推進方策に沿った研究を行っており、一つは論文としてまとめ、専門学術誌に受理された。従って概ね順調に進展していると考えている。
１．遺伝子改変マウスにおける情動検索: H27年度は5-HT2CRのRNA編集が起きないINI型マウスの行動解析を行うと強制水泳試験でINIマウスは野生型に比べて有意に無動時間が増加しており、絶望状態にあると考えられた。さらにストレス、情動関連遺伝子の検索で、INIマウスは野生型に比べて側坐核NPY遺伝子の有意な発現低下が見られた。側坐核NPY遺伝子と5-HT2CRの関係を調べて、5-HT2CRは間接的にGABAergic ニューロンを介して側坐核のNPYニューロンを調節し、しかもAAVを用いた実験によりNPYニューロンの投射先が情動行動に関与している結果となった。この研究成果は研究論文としてまとめ、最近European Journal Neuroscience誌に掲載が決まった。
２．遺伝子改変マウスを用いた脳部位特異的なADAR2局所ノックアウトの試み: 昨年度の今後の推進方策にも記した通り、局所領域におけるRNA編集酵素を操作するための研究を開始し、東京大学との共同研究で、AAV-Creウイルスベクターを作製してADAR2 flox マウスの側坐核に注入感染させて、ADAR2をノックアウトさせて、行動解析を進めている。現在感染部位でADAR2の発現低下によりRNA編集率が低下していることの確認作業を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
２つのプロジェクトについてＨ27年度の研究結果をふまえて、それをさらに推進させる予定である。
1.INIマウスにおける情動検索
これまでの論文にまとめた研究成果として、INIマウスのうつ様行動の原因は他の5-HT2CRアイソフォームに比べてRNA編集されないイソロイシンーアスパラギンーイソロイシンのアイソフォームの活動は高く、側坐核のGABAニューロンを介してNPYニューロンを抑制することに由来することが示された。しかもそれは側坐核にNPYやY1アゴニストを投与しても改善されず、AAVによるNPY遺伝子の強制発現で改善された。このことは側坐核のNPY遺伝子が投射先を介してうつ様行動を抑制していることを示唆している。次に行う実験とし側坐核のNPYニューロンの投射先を同定すること、そして側坐核のNPYニューロンのみを破壊すると本当にうつ様行動を示すのかを確かめる実験を計画した。そのためにNPY遺伝子を発現する細胞のみにCreを発現するNPY-Creマウスを米国MMRRCから購入して繁殖し、AAV Flex-switchシステムで側坐核のNPYニューロンだけにmCherryを発現させることにより、投射先を同定し、さらにNPYニューロンのみにジフテリアトキシンを発現させて破壊して行動解析を行いたい。
２．遺伝子改変マウスを用いた脳部位特異的なADAR2局所ノックアウトの試み
ADAR2 floxマウス側坐核にAAV-Creを感染させ、実際に感染局所のRNA編集がどのように変化するかを調べADAR2単独で編集されるグルタミン酸受容体(GluR2)では編集率が低下していることを確かめた。5-HT2CRでRNA編集頻度が変化すること、ADAR2発現が局所で低下することを確かめ、アルコール摂取量、情動・不安行動等の一連の行動解析を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
２８年度最初に米国よりNPY-Creの遺伝子改変マウスを購入するために、次年度使用額として予定した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
２８年度４－５月に凍結マウス精子購入と輸送費として使用する予定である。
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