| 研究課題/領域番号 |
21K07525
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分52030:精神神経科学関連
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| 研究機関 | 和歌山県立医科大学 |
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研究代表者 |
久岡 朋子 和歌山県立医科大学, 医学部, 助教 (00398463)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 自閉症スペクトラム障害 / 注意欠如・多動性障害 / ドーパミン / 前頭前皮質 / シナプス接着分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
注意欠如・多動性障害（ADHD）様行動を伴う自閉症スペクトラム障害（ASD)のモデルマウスであるKirrel3欠損マウスの小脳・中脳・前脳におけるドーパミンシナプス回路の形成とドーパミンシグナル伝達の異常を組織学的・生化学的・分子生物学的方法により詳細に解析し、ADHDを伴うASDの分子病態を解明する。解明した分子病態に基づいてドーパミンシグナルの制御薬(リチウム等)を投与し、Kirrel3欠損マウスのADHD様・ASD様行動の改善効果とそのメカニズムを検討することにより、新たな治療法の開発に繋げる。
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| 研究実績の概要 |
1.前頭前皮質(PFC)において、Kirrel3の発現が認められた2~5層の投射ニューロンは、投射先により皮質間投射(CC)ニューロンと皮質下投射(SC)ニューロンに分類される。Kirrel3のプロモーター下にLacZレポーター遺伝子を組み込んだKirrel3ヘテロ欠損/LacZ遺伝子導入マウスを用いて抗β-ガラクトシダーゼ抗体とこれらのサブタイプ特異的マーカーとの蛍光二重染色を行った。その結果、Kirrel3は2~5層のSatb2陽性のCCニューロンに少数発現していたが、主に5層のCtip2陽性のSCニューロンに発現していた。PFCにおいて5層のSCニューロンは、ドーパミン(DA)1型受容体(D1R)やD2Rを発現していることが報告されていることから、Kirrel3陽性ニューロンがこれらの受容体を発現しているか検討中である。
2.ADHDの第一選択薬であるメチルフェニデート(MPH)1 mg/kgをKirrel3欠損(KO)マウスの腹腔内に投与し、ADHD様行動(多動)が改善するかをオープンフィールドテストの移動距離を指標として検討した。MPH非投与群では、野生型(WT)マウスに比べてKOマウスにおいて移動距離の増加が見られた。MPH投与群では、MPH非投与群と比べて、WTと同様にKOマウスにおいて移動距離の増加傾向が見られた。MPHはDA賦活薬であるため、D2R拮抗薬のハロペリドールを投与したところ、移動距離の減少傾向が見られたことから、D2Rの下流のシグナル伝達経路のGSK3の阻害薬であるリチウム100 mg/kgをKOマウスの腹腔内に投与した。その結果、非投与群と比べて移動距離が減少傾向を示した。これらのことから、KOマウスではADHDを伴う自閉症様行動の病態にD2Rの下流のシグナル伝達経路のGSK3を介したDA伝達系の亢進が関与している可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
Kirrel3欠損マウスにD2R拮抗薬やD2Rの下流のシグナル伝達経路のGSK3の阻害薬を投与した結果、多動の改善傾向が見られたことから、Kirrel3欠損マウスのADHDを伴う自閉症様行動の病態にD2R-GSK3を介したドーパミンシグナル伝達の亢進が関与している可能性が考えられる。今後、D2Rシグナルの抑制によるADHDを伴う自閉症様行動の改善効果とそのメカニズムを解明していくという方向性が明らかとなってきており、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
1.Kirrel3のドーパミン(DA)神経回路における発現と役割の検討
①前頭前皮質(PFC)におけるKirrel3発現細胞がどのDA受容体(D1R, D2R等)を発現しているかを、Kirrel3ヘテロ欠損/LacZ遺伝子導入マウスを用いてβ-ガラクトシダーゼとDA受容体に対する抗体との蛍光二重免疫染色法により検討中であり、線条体においても同様に検討する。②PFCや線条体におけるKirrel3欠損マウスのDAシナプス回路発達やDAシグナル伝達の異常の有無を、DAシナプスマーカーやDA受容体、及びシナプス関連タンパク(PSD95, Synapsin1等)を用いた免疫染色法により検討中であり、さらに個体数を増やして検討する。また、ウェスタンブロット法、リアルタイムPCR法も用いて検討する。電子顕微鏡法やゴルジ染色法により神経樹状突起スパインやシナプス構造の形態異常の有無を検討中であり、さらに個体数を増やして検討する。
2.Kirrel3欠損マウスへのDAシグナル制御薬剤投与によるADHD・自閉症様行動、及びモノアミン量異常の改善効果とそのメカニズムの検討
①Kirrel3欠損マウスにD2R拮抗薬やGSK3阻害薬を投与した結果、ADHD様行動の改善傾向が見られており、さらに個体数を増やして検討する。また、D2R拮抗薬やGSK3阻害薬による自閉症様行動(聴覚過敏等)の改善効果も検討する。②薬剤投与によるADHD・自閉症様行動の改善に関与するDAシグナルを同定するために、Kirrel3欠損マウスにGSK3阻害薬を投与し、PFCや線条体等におけるp-Akt/Aktやp-GSK3/GSK3タンパクの発現変化をウェスタンブロット法で検討し、モノアミン量の変化を高速液体クロマトグラフィーにより測定する。
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