抗うつ薬の奏効機転における神経回路網再編メカニズムの解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14570943
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 山田 光彦 昭和大学, 医学部, 講師 (60240040)
• 研究分担者: 百瀬 和享 昭和大学, 薬学部, 教授 (80004597) ; 上島 国利 昭和大学, 医学部, 教授 (80051613)
• キーワード: 抗うつ薬 / 神経可塑性 / ラット / 脳 / 遺伝子 / 分子生物学 / differential cloning / microarray

研究概要

我々は以前に、Differential Cloning法を用いて、抗うつ薬(イミプラミン、サートラリン)長期投与によりラット前頭葉皮質および視床下部で発現の変化する遺伝子を網羅的に探索する作業を続け、約200個の候補遺伝子(antidepressant related gene : ADRG#1〜200)を同定し、これらをスポットしたプロトタイプのADRG microarrayを開発してきた。本年度は海馬からのDifferential Cloningを継続して行い、合計707の候補遺伝子を同定し、改良型ADRG microarrayを作製した。このADRG microarrayを用いて抗うつ薬、物理的うつ病治療法(電気ケイレン、経頭蓋磁気刺激等)を処置した動物サンプルを解析した結果、神経細胞における神経突起の伸長・退縮に関与する遺伝子の発現が著明に変化していることが明らかとなった。そこで定量的PCR解析システム、Western Blot法により、mRNAレベル、タンパクレベルでの発現変化を定量した。さらに、抗うつ薬関連遺伝子として同定してきた未知遺伝子についても神経突起の伸長・退縮等の機能を有している可能性が考えられたため、GFP等を有する発現ベクターにADRG遺伝子を組み込み、NGFで分化させたPC12細胞にトランスフェクションし強制発現させ、共焦点レーザー走査蛍光顕微鏡を用いて神経突起長及び数を計測した。対照群に比べ、未知遺伝子であるADRG#102、ADRG#123の強制発現により、神経突起長、数が有意に変化した。これらのことからにADRG#102、ADRG#123は神経突起に関与する遺伝子であることが明らかとなった。
以上のことより、うつ病の治癒機転に神経回路網の再編成等の神経可塑性の変化が重要であることが考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Nishioka et al.: "Induction of kf-1 after repeated electroconvulsive treatment and chronic antidepressant treatment in rat frontal cortex and hippocampus"J.Neural.Trans.. 110. 277-285 (2003)
• [文献書誌] Yamada et al.: "Antidepressant-elicited changes in gene expression -Remodeling of neuronal circuits as a new hypothesis for drug efficacy"Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. in press. (2004)
• [文献書誌] Yamada et al.: "Antidepressant research in the era of functional genomics - Farewell to the monoamine hypothesis -"Biogenic Amines. in press. (2004)