遺伝子改変を用いないサル精神疾患モデルの作出と脳機能異常の解明

• 研究課題/領域番号: 19H01039
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分51:ブレインサイエンスおよびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中村 克樹 京都大学, ヒト行動進化研究センター, 教授 (70243110)
• 研究分担者: 伊藤 浩介 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (30345516)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 39,650千円 (直接経費: 30,500千円、間接経費: 9,150千円); 2023年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円); 2022年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2021年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2020年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2019年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
• キーワード: サイトカイン / 精神疾患 / マーモセット / マカクザル / 脳機能

研究開始時の研究の概要

統合失調症等の精神疾患は、遺伝子の連鎖解析から原因遺伝子は見つけられていない。一方、母体の炎症により発達障害や精神疾患の子どもが生まれる確率が高くなる。予備的研究から、炎症性サイトカイン暴露によってサルに社会行動異常や認知機能障害等の精神疾患様異常行動が誘発できた。本研究は、神経系の構造や機能が類似しているマカクザルやマーモセットを対象として、遺伝子改変を用いない炎症性サイトカイン暴露により、精神疾患モデルを作出すること、そして誘発される脳の構造や機能異常を神経科学的に解明し、精神疾患モデルを確立することを目的とする。

研究実績の概要

統合失調症等の精神疾患の原因や治療法は不明である。その一方で、母体の炎症が胎児にも大きな影響を及ぼし、発達障害や精神疾患の子どもが生まれる確率が高くなることが知られている。ヒトの精神疾患の原因の一つとして考えられている炎症性サイトカイン暴露によって、サルに行動異常が誘発されることが確認できた。炎症性サイトカイン暴露によって引き起こされる行動および脳機能異常を定量的に評価し、健常個体と比較することにより、その異常の原因を明らかにし、精神疾患モデルとして確立する。
新生児期の炎症性サイトカイン暴露により引き起こされる行動および脳機能異常を定量的に評価し、健常個体と比較することにより、その異常の原因を明らかにし、精神疾患モデルとして確立する。具体的には、以下の項目を実施した。１）前頭前野機能を必要とするGO/NOGO課題の成績を健常個体と比較したところ、成績が悪化している傾向が認められなかった。逆転学習課題では成績が悪化する結果であったため、その差の原因を検討した。２）活動量は一過性に非常に増加した。しかし、時間が経つとその傾向は弱まった。３）ECoGや聴性定常脳波（ASSR）の周波数成分を分析した。ASSRでは、健常個体とくらべてEGF群ではEvoked power／Phase-locking factorの有意な増加がみられた。Induced powerは変化が認められなかった。一方、同種他個体の鳴き声に対する応答は健常個体と異なるものであった。聴覚系の異常が示唆された。４）MRIを用いた形態画像および拡散強調画像（DTI）を、健常個体と比較したが、これまでに顕著な差は認められなかった。
和歌山県立医大の那波宏之教授、東北大学の川島隆太教授、京都大学の鴻池菜保准教授にアドバイスをもらいながら結果をまとめている。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A novel “dip-in electrode” method for electrode application to record noninvasive scalp electroencephalograms and evoked potentials in an awake common marmoset (2022)
  • 著者名/発表者名: Itoh Kosuke、Konoike Naho、Iwaoki Haruhiko、Igarashi Hironaka、Nakamura Katsuki
  • 雑誌名: Neuroimage: Reports 巻: 2 号: 3 ページ: 100116-100116
  • DOI: 10.1016/j.ynirp.2022.100116
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of non-invasive, scalp-recorded auditory steady-state responses in humans, rhesus monkeys, and common marmosets (2022)
  • 著者名/発表者名: Konoike Naho、Iwaoki Haruhiko、Miwa Miki、Sakata Honami、Itoh Kosuke、Nakamura Katsuki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 9210-9210
  • DOI: 10.1038/s41598-022-13228-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 音列の刺激間間隔を延ばすと聴性定常反応の同期が高まる－マーモセット、マカク、ヒトでの非侵襲脳波計測－ (2024)
  • 著者名/発表者名: 鴻池菜保, 岩沖晴彦, 三輪美樹, 伊藤浩介, 中村克樹
  • 学会等名: 第13回日本マーモセット研究会
• [学会発表] コモンマーモセットにおける同属他個体の鳴き声を聴いている間の事象関連パワースペクトルの減少 (2023)
  • 著者名/発表者名: 鴻池菜保, 三輪美樹, 中村克樹
  • 学会等名: 第46回日本神経科学大会
• [学会発表] ヒト脳進化により大脳新皮質の感覚処理にかかる時間は延長した：霊長類４種における無侵襲の聴覚誘発電位計測による検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 浩介, 鴻池 菜保, 禰占 雅史, 岩沖 晴彦, 五十嵐 博中, 平田 聡, 中村 克樹
  • 学会等名: 第45回日本神経科学大会／第65回日本神経化学会大会／第32回日本神経回路学会大会
• [学会発表] 刺激間間隔が聴性定常反応の同期活動に与える影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 鴻池 菜保, 岩沖 晴彦, 三輪 美樹, 伊藤 浩介, 中村 克樹
  • 学会等名: 第45回日本神経科学大会／第65回日本神経化学会大会／第32回日本神経回路学会大会