光感受性イオンチャネルを用いた新しい動物てんかんモデルの確立

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25462240
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 岩崎 真樹 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (00420018)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中里 信和 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80207753) ; 虫明 元 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80219849)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: optogenetics / epilepsy / kindling / glutamate / seizure / adenosine

Outline of Annual Research Achievements

クラミドモナス由来チャネルロドプシン2遺伝子をThy1 promoter領域に組み込んだトランスジェニックラットを用い、光ファイバーと脳波電極を脳内に慢性的に留置し、ラット脳波とビデオを連続モニタリングする装置を確立した。
海馬に挿入した光ファイバーを用いて間欠的光刺激によるけいれん誘発を試みた。先行研究と同様に、覚醒下においても10から20Hz刺激でけいれん発作が再現された。
さらにキンドリング効果を検証するために、発作誘発閾値下で海馬の反復刺激を行った。4日間の連続刺激によって発作強度(Racine scale)が経時的に進行することが確認された。この光刺激によるキンドリング(optogenetic kindling)には再現性が見られ、さらに獲得されたてんかん原性が長期に（7日間）維持されることが分かった。キンドリングを獲得した脳を用いて急性スライス実験を行った。Schaffer collateral刺激に対する海馬CA1錐体細胞の反応を測定したところ、グルタミン酸トランスポーター阻害薬の影響が、キンドリング獲得脳では低下していることがわかり、グルタミン酸回収機構の異常がてんかん発生に関与している可能性が示唆された。
また、4日間のキンドリングを超えてさらに4日間の連続刺激を行うと、一度獲得されたてんかん原性が交代する現象を発見した。一度後退したてんかん原性は長期にわたって維持されることが確認された。後退したてんかん原性はアデノシン受容体拮抗薬によって復元されたことから、てんかん原性後退は、内因性のアデノシンを介した抑制作用の増強によることが示唆された。