環境ストレスに対する生体応答におけるGABAシステムの多元的役割

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25293052
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 福田 敦夫 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: GAD67 / タウリントランスポーター / 正中隆起 / CRH / GABA / タウリン / 母体ストレス / メチル化

Outline of Annual Research Achievements

１．脳内タウリン欠乏モデルの検討：タウリントランスポーターKO マウスの大脳皮質脳スライス標本のパッチクランプで微小シナプス電流を記録したところ、mIPSCの振幅と頻度は有意に減少していた。トニックGABA電流に変化なく、タウリンがGABAシナプス数と強度の維持に関与することを示唆する。
２．モデル動物脳の網羅的DNAメチル化解析：GAD67-GFPノックインマウス母体拘束ストレスモデルの前頭葉／海馬／体性感覚野を生後21日に回収し、「ストレス有、GAD67+/GFP」、「ストレス有、GAD67+/+」、「ストレス無、GAD67+/GFP」、「ストレス無、GAD67+/+」の4群で網羅的DNAメチル化解析を行った。「ストレス有、GAD67 +/GFP」群で他のすべての群に比して有意にメチル化が亢進した遺伝子のうち、GABA関連としてDlx2, Fktn, Ephb3, Otx2, Nkx6-2、Cdk5r2, Pax6等を確認した。
３．成長後のモデル動物の行動学的評価： ２．の4群の生後8週齢雄を対象とした。衝動性、注意機能、場所学習、逆転学習、作業記憶に有意差は無かったが、「ストレス有」群で場所学習記憶保持が低下していた。社会行動性は「ストレス有、GAD67+/GFP」でのみ他群と有意差を認め、GABAとストレスで交互作用が確認できた。
４．モデル成長後のシナプス伝達・神経回路機能の解析：GAD67-GFPノックインマウスの室傍核と正中隆起の免疫染色でCRH細胞へのGABA（GFP）入力を認めた。Cl-トランスポーターのKCC2とNKCC1の免疫染色では、室傍核のCRH細胞体にはKCC2が、正中隆起のCRH細胞終末にはNKCC1が発現するという明確な差異があった。CRH放出にGABAが視床下部で抑制、正中隆起で促進に働く可能性が示唆された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] De novo KCNB1 mutations in infantile epilepsy inhibit repetitive neuronal firing. (2015)
  • Author(s): Saitsu H#, Akita T#, Tohyama J, Goldberg-Stern H, Kobayashi Y, Cohen R, Kato M, Ohba C, Miyatake S, Tsurusaki Y, Nakashima M, Miyake N, Fukuda A and Matsumoto N.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 5 Pages: -
  • DOI: 10.1038/srep15199
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] KCC2-mediated regulation of respiration-related rhythmic activity during postnatal development in mouse medulla oblongata. (2015)
  • Author(s): *Okabe, A., Shimizu-Okabe, C., Arata, A., Konishi, S., Fukuda, A. and Takayama, C.
  • Journal Title: Brain Research Volume: 1601 Pages: 31-39
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2015.01.007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development and regulation of chloride homeostasis in the central nervous system. (2015)
  • Author(s): Watanabe, M., *Fukuda, A.
  • Journal Title: Frontiers in Cellular Neuroscience Volume: 9 Pages: -
  • DOI: 10.3389/fncel.2015.00371
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Aberrant oscillation property of Perkinje cells is caused by decreased tonic inhibitionin granule in granule cells in mice model of Angelman syndrome. (2016)
  • Author(s): Egawa, K. and Fukuda, A.
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-23
• [Presentation] De novo Kv2.1 mutants causing infantile generalized seizures and psychomotor developmental delay inhibit repetitive neuronal firing. (2016)
  • Author(s): Akita, T., Saitsu, H., Matsumoto, N. and Fukuda, A.
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2016-03-23
• [Presentation] 発生期マウス大脳皮質においてGABAA受容体と母体由来タウリンは神経前駆細胞の時系列的性質変化を制御する. (2016)
  • Author(s): 栃谷史郎, 古川智範, 伊藤崇志, 松島芳隆, 小島俊男, 松崎秀夫, 福田敦夫.
  • Organizer: 第2回国際タウリン研究会日本部会
  • Place of Presentation: アオッサ福井（福井県福井市）
  • Year and Date: 2016-03-05
• [Presentation] Taurine is involved in the temporal regulation of the properties of neural progenitors in the mouse developing cortex. (2015)
  • Author(s): 栃谷史郎, 古川智範, 伊藤崇志, 小島俊男, 松崎秀夫, 福田敦夫.
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-02
• [Presentation] CRH放出機構における新規GABA作用の発見. (2015)
  • Author(s): 福田敦夫, 柿沢圭亮, 渡部美穂, 大川雄太, 大石敏弘, 山下美保, 柳川右千夫, 沖隆.
  • Organizer: 第42回日本脳科学会
  • Place of Presentation: ＡＮＡホリデイ・イン リゾート宮崎（宮崎県・宮崎市）
  • Year and Date: 2015-11-12
• [Presentation] 出生前ストレス曝露による生後大脳皮質におけるGABA細胞とペリニューラルネットの減少. (2015)
  • Author(s): 福田敦夫.
  • Organizer: 第13回糖鎖科学コンソーシアムシンポジウム
  • Place of Presentation: ウインクあいち（愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2015-10-20
  • Invited
• [Presentation] Dual effects of serotoninergic inputs on the local circuits regulating the corticotropin-releasing factor neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus: an electrophysiological study using the CRF-VenusΔNeo mouse. (2015)
  • Author(s): Sato, T., Sugiya, T., Fuse, T., Uchida, K., Sugimoto, N., Abe, M., Yamazaki, M., Fukuda, A., Sakimura, K. and Itoi, K.
  • Organizer: Society for Neuroscience 2015
  • Place of Presentation: Chicago(USA)
  • Year and Date: 2015-10-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CRHニューロン制御におけるGABAの新たな役割についての検討. (2015)
  • Author(s): 柿沢圭亮，渡部美穂，大川雄太，大石敏弘，山下美保，柳川右千夫，沖 隆，福田敦夫.
  • Organizer: 第42回日本神経内分泌学会・第23回日本行動神経内分泌研究会・合同学術集会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2015-09-19
• [Presentation] Taurine concentration and distribution in brain of frontaltemporal lobar degeneration patients. (2015)
  • Author(s): Matsushita, S., Masaki, N, Kondo, T., Takei, S., Akatsu, H., Akita, T., Sugiyama, E., Fukuda, A., Yao, I. and Setou, M.
  • Organizer: 第40回日本医用マススペクトル学会年会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松（静岡県・浜松市）
  • Year and Date: 2015-09-17
• [Presentation] Visualization of the glutamate release in the plexiform layers of the mouse retina. (2015)
  • Author(s): Ohkuma, M., Horio, K., Kaneda, M., Yoshida, S., Fukuda, A. and Miyachi, E.
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-30
• [Presentation] Persistent reduction of MHC class I in dopamine neurons contributes to robust cocaine-seeking behavior. (2015)
  • Author(s): Murakami, G., Fukuda, A., Iwashita, T. and Nakahara, D.
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-29
• [Presentation] A novel role of GABA in the release of CRH in the hypothalamo-pituitary pathway. (2015)
  • Author(s): Kakizawa, K., Watanabe, M., Yanagawa, Y., Oki, Y. and Fukuda, A.
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県・神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Book] GABAとその受容体, 臨床てんかん学 (2015)
  • Author(s): 福田敦夫
  • Total Pages: 671(66-71)
  • Publisher: 医学書院
• [Remarks] 浜松医科大学医学部神経生理学講座ホームページ
  • URL: http://www.hama-med.ac.jp/uni_education_igakubu_igaku_seiri1.html