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統合失調症の認知機能障害とパルブアルブミンニューロンにおけるKCNS3発現低下

研究課題

研究課題/領域番号 20K16668
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52030:精神神経科学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

川端 梨加  金沢大学, 医学系, 研究員 (70726207)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード遺伝子改変マウス / 神経活動依存性遺伝子 / 電位依存性カリウムチャネル / 統合失調症 / パルブアルブミン / カリウムチャネル / Kcnb1 / in situ hybridazation / T迷路
研究開始時の研究の概要

統合失調症では作業記憶などの広汎な認知機能に障害を認める。大脳皮質の抑制性ニューロンであるパルブアルブミン(PV)陽性ニューロン(PVニューロン)は、大脳皮質における情報処理を効率化することで認知機能に重要な役割を果たす。統合失調症ではPVニューロンにおいて電位依存性カリウムチャネルサブユニットKCNS3の発現が低下しており、PVニューロンの機能低下と認知機能障害に結びついている可能性が考えられる。本研究では、KCNS3遺伝子を不活化した遺伝子改変マウスを用いて、KCNS3の統合失調症の認知機能障害の病態における重要性を検証し、新規治療法の開発に役立てる。

研究成果の概要

統合失調症の大脳皮質において、パルブアルブミン陽性の抑制性ニューロンにおけるカリウムチャネルサブユニット遺伝子KCNS3の発現低下が、大脳皮質神経回路の活動性に影響を及ぼし神経活動依存性遺伝子EGR1, EGR2, BDNF, NPTX2, PVALBの低下を起こしている可能性を評価するために、Kcns3の発現を低下させた遺伝子改変マウスの大脳皮質にてこれらの遺伝子の発現を調べた。その結果、いずれの遺伝子においても有意な発現変化は認められなかった。統合失調症では、パルブアルブミン陽性細胞におけるKCNS3の発現低下は、大脳皮質神経回路の活動性変化の上流メカニズムでないことが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究から、パルブアルブミン陽性ニューロンにおけるKCNS3の発現低下は皮質神経回路の活動性には影響しないことが示唆された。本研究と並行して行われた共同研究では、PVニューロンにおけるKcns3の発現低下が、PVニューロンによる40Hz-80Hzの周波数帯域(γ帯域)における律動的な発火パターンに乱れを生じさせることを明らかにした。PVニューロンはγ帯域における律動的神経活動の形成を担っているので、本研究の結果と合わせて、Kcns3の発現低下は、ニューロンの活動量ではなく活動パターンに影響を与えることで、統合失調症患者で多く報告されているγ帯域の神経活動の異常に関与していることが考えられた。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件)

  • [国際共同研究] University of Pittsburgh(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Kcns3 deficiency disrupts Parvalbumin neuron physiology in mouse prefrontal cortex: Implications for the pathophysiology of schizophrenia2021

    • 著者名/発表者名
      Miyamae Takeaki、Hashimoto Takanori、Abraham Monica、Kawabata Rika、Koshikizawa Sho、Bian Yufan、Nishihata Yosuke、Kikuchi Mitsuru、Ermentrout G. Bard、Lewis David A.、Gonzalez-Burgos Guillermo
    • 雑誌名

      Neurobiology of Disease

      巻: 155 ページ: 105382-105382

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2021.105382

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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