糖尿病態に好発するうつ病の分子病態メカニズムと速やかに臨床応用可能な治療法の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26430062
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 宮田 茂雄 群馬大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40366836)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: うつ病 / セロトニン / 糖尿病 / ストレス / インスリン

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病患者はうつ病の併発率が高く、その結果として血糖コントロールが不良となり、糖尿病慢性合併症の発症率も高くなる。そのため、糖尿病がうつ病を引き起こす分子病態生理を解明し、その治療法を確立することが急務である。申請者は以前から糖尿病モデル動物の脳機能変化に注目し、うつ病発症の要因となるメカニズムの解明を目指してきた。本研究はその一環であり、特に抑うつ症状と関連の深い内側前頭前皮質のセロトニン神経に着目して、糖尿病状態がその機能に与える影響について研究するものである。
ICR系雄性マウス（4週齡；日本チャールス・リバー）にストレプトゾトシン（200 mg/kg；Sigma）を尾側静脈内投与し、糖尿病を誘発した。また、溶媒である生理食塩液を同様に処置することで、対照群の動物を作製した。この処置から4日後にウロペーパーIII栄研「３」を用いてマウスの尿糖の有無を評価し、ストレプトゾトシン処置マウスの全例に尿糖が認められることを確認した。薬液処置から14日後にマウスから脳と血液を採取した。凍結した脳組織から薄切片を作製し、セロトニントランスポータータンパク質（SERT）を免疫組織学的手法により染色することでセロトニン神経線維を可視化した。採取した血液はヘパリンを添加することで凝固を阻止し、遠心分離（1000×g、10分、4度）後に上清を採取して血漿サンプルを得た。
血漿中グルコース濃度を測定した結果、ストレプトゾトシン処置マウスは対照群と比べ有意に高値を呈したことから、糖尿病を発症したと判断した。また、ストレプトゾトシンを処置した全てのマウスにおいて高血糖を認めた。前頭前皮質スライスにおいて抗SERT抗体により免疫染色を行ったが、バックグラウンド染色が強かった。そのため、実験方法に修正を加えて染色性を改善させる必要がある。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

平成25年度から群馬大学生物資源センター（動物実験施設）の改修工事が行われていたが、冬期の悪天候の影響により工期が大幅に遅れた。そのため、平成26年度上半期は動物実験を十分に行うことができず、全体的な計画の遅れが生じた。
糖尿病モデルマウスは、申請者が計画した方法で順調に作製できている。一方、計画ではインスリンを慢性的に処置した糖尿病モデルマウスを作製する予定であったが、上記の理由によりその研究を行うことができなかった。免疫組織学的検討において、当初計画していた実験手法では解析するために必要な解像度を得られないことが明らかとなった。実験手法の追加・修正を要すると考えられ、その予備検討を行う必要性が生じている。血中ホルモン濃度の測定、ならびに、セロトニン神経線維の走行性の検討については、モデル動物が確立された後に行う計画であるため、現在までに行われていない。

Strategy for Future Research Activity

全体的な計画の遅れが生じているが、モデル動物の作製は順調であり、計画通りの方法で作製していく予定である。免疫組織学的染色法において問題が生じているが、既に組織学を専門とする研究者と学術的な交流を行っており、当初計画していた免疫組織学的染色法の問題点の検出と改善策を模索し、解像度の良い染色法を速やかに確立する予定である。

Causes of Carryover

「現在までの達成度」に記載した通り、平成26年度上半期は動物実験施設の改修工事の影響により十分な動物実験を行うことができず、予定していた匹数の動物を購入しなかったため未使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

未達成となった実験については平成27年度に行う計画であり、その実験動物購入費用として使用する予定である。