2013 Fiscal Year Research-status Report
アルコール依存症モデルマウスを用いたアルコール離脱症状発現メカニズムの解明
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25860098
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Josai International University |
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Principal Investigator |
石橋 拓也 城西国際大学, 薬学部, 助手 (20555825)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | アルコール依存症 / エピジェネティクス |
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| Research Abstract |
当研究はアルコール依存症の離脱症状の発現メカニズムの解明を目指して行なっている。アルコールは薬理作用をもつ物質で、抑制性のGABA(A)受容体の活性化、および興奮性のNMDA型グルタミン酸受容体 (NMDA受容体) の抑制により、中枢神経系を鎮静すると考えられている。アルコールを長期摂取した動物の脳内でこれらの受容体数の変化が生じることが知られている。我々は受容体の量的な変化によって中枢神経系で抑制性の神経活動が減弱し、不安などの離脱症状を引き起こすのではないかと予想している。本研究はこれらのGABA(A)受容体やNMDA受容体の量的な変化が離脱症状に関わっているのか、また、この変化にヒストンのアセチル化状態のようなエピジェネティックな遺伝子発現制御が関与しているかを調べることを目的にしている。
平成25年度までに、C57BL/6J雄マウスにエタノール2 g/kgを11日間投与し、エタノールの離脱症状である不安症状を評価できる動物モデルを作製した。この不安症状はExtrasynaptic GABA(A)受容体のアゴニストであるGaboxadoleやNMDA受容体アンタゴニストであるMK-801の投与により抑制できることを見出した。これらのことからエタノール離脱時に鎮静性のGABA(A)受容体の働きの減弱または興奮性のNMDA型グルタミン酸受容体の亢進がエタノール離脱時にマウス中枢神経活動を過剰にし、興奮を引き起こしていると予想している。さらにこの不安症状はヒストンの脱アセチル化を抑制するTrichostatin Aの投与により、緩和されることが見出され、マウスの体内でヒストンの脱アセチル化がエタノール離脱時の不安症状発現に影響することが考えられる。そこで、ヒストンの脱アセチル化がGABA(A)受容体やNMDA受容体の発現に影響するか解析中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
アルコール依存症モデルマウスを作製し、アルコール離脱症状の不安症状を評価するモデルを確立できた。このアルコール離脱時にExtrasynaptic GABA(A)受容体アゴニストであるガボクサドールや、NMDA受容体アンタゴニストであるMK-801投与により緩和された。また、ヒストンの脱アセチル化酵素の阻害剤であるTrichostatin A投与もアルコール離脱時の不安症状を抑制した。アルコール離脱時におけるマウスの前頭葉におけるGABA(A)受容体やNMDA受容体を構成するサブユニットの発現に対するTrichostatin Aによる影響をタンパク質レベルおよびmRNAレベルで比較している。GABA(A)受容体のα1サブユニットはエタノール長期摂取により、タンパク質レベルの減少が見られたが、Trichostatin Aによる発現量の回復は見られなかった。今後、NMDA受容体を構成するNR2AサブユニットやNR2Bサブユニット、およびExtrasynaptic GABA(A)受容体を構成するα4サブユニットやδサブユニットがTrichostatin Aにより量的に変化するかを検討し、アルコールが、これらGABA(A)受容体やNMDA受容体の量を制御することでアルコール離脱時の不安症状を引き起こし、Trichostatin Aがこれらの変化を緩和するのかを調べる方針である。
アルコール離脱時の易けいれん性やうつ症状の発現モデルの作製も目指しているが、これらの評価系はまだ確立に成功していない。そのため、予定よりやや遅れていると評価した。食物や水の摂取に対するモチベーションを指標にした実験モデルなどにより、うつ症状の評価系の確立を目指していく方針である。
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| Strategy for Future Research Activity |
アルコール離脱時の不安症状発現にExtrasynaptic GABA(A)受容体やNMDA受容体が関与していること、ヒストン脱アセチル化酵素の阻害薬Trichostatin Aが不安症状を抑えることが示された。この結果から、エタノール長期投与がGABA(A)受容体の働きを減弱し、あるいはNMDA受容体を増強することで不安症状を引き起こし、Trichostatin AがGABA(A)受容体やNMDA受容体の量を制御することで不安症状を抑えているのかを調べる方針である。脳内で情動を司ると考えられる前頭葉や海馬などの部位でExtrasynaptic GABA(A)受容体を構成するα4サブユニットやδサブユニット、およびNMDA受容体を構成するNR1、NR2A、NR2Bサブユニットのタンパク質レベルおよびmRNAレベルをウェスタンブロッティング法やリアルタイムPCR法により調べる。Trichostatin AによってGABA(A)受容体やNMDA受容体のサブユニットをコードする遺伝子の発現が制御されていることが分かった場合は、これらの遺伝子のエピジェネティックな制御を調べる方針である。具体的にはアルコール離脱やTrichostatin Aにより発現が変動した遺伝子の周囲のヒストンのアセチル化状態やメチル化状態をクロマチン免疫沈降法によって解析する。
また、引き続き不安症状以外のアルコール離脱症状の評価モデルの確立に努力していきたい。具体的にはヒトのアルコール離脱症でみられるうつ病などの症状をアルコール依存症モデルマウスの餌や水に対するモチベーションや1日の活動量を指標に評価する。また、これらの行動がエタノール長期投与と離脱により変化した場合はその変化がヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤Trichostatin Aで抑えられるかを検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度はアルコール離脱症状の不安症状を評価できる動物モデルを確立し、Extrasynaptic GABA(A)受容体やNMDA受容体が不安症状発現に影響を与えること、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤Trichostatin Aがアルコール離脱時の不安症状を緩和することを明らかにした。不安症状以外のうつ症状などのアルコール離脱症状の評価モデルの確立はできず、一部実験が遅れている。このため、これらうつ症状の発現メカニズムを調べるための経費を翌年度に繰り越すことにした。平成26年度にアルコール離脱時のうつ症状の動物モデルの確立と症状発現メカニズムの解明に挑戦する予定である。
平成26年度にアルコール離脱時のうつ症状の発現メカニズムの解析と、アルコール離脱時の不安症状発現にGABA(A)受容体やNMDA受容体がヒストンアセチル化状態によって影響を受けるかを明らかにする。
そこで、アルコールの離脱症状を評価する動物C57BL/6Jマウス、ヒストンの脱アセチル化酵素阻害剤Trichostatin A、GABA(A)受容体やNMDA受容体を構成するタンパク質やそれをコードするmRNA量を調べるためのウェスタンブロッティング用試薬、リアルタイムPCR用試薬、およびヒストンのアセチル化状態を調べるためにクロマチン免疫沈降法用の試薬および抗体を購入する予定である。
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