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2015 年度 実施状況報告書

精神科治療が脳神経細胞内オートファジー信号に与える影響の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15K09816
研究機関防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究

研究代表者

丹生谷 正史  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, その他部局等, 講師 (00228256)

研究分担者 清水 邦夫  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, その他部局等, 教授 (00531641)
戸田 裕之  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, その他部局等, 助教 (00610677)
鈴木 豪  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 研究員 (50649035)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードautophagy / endocytosis / membrane trafficking / 電気けいれん療法 / hippocampal region / stress / antidepressant
研究実績の概要

オートファジーautophagy、エンドサイトーシスendocytosisは細胞内膜輸送membrane traffickingを担当している。ライソソームへ機能蛋白を引渡し陳旧蛋白を解体したり、エンドサイトーシスでは再び必要部位へと機能蛋白を最配置する機能が細胞内膜輸送である。この細胞内膜輸送機構が精神科治療、精神疾患とどのような関連を持つのかを、意欲的に解析しようというのが本研究である。一年の研究期間が終了したが、一つの研究成果が学術誌に受理されている。Enomoto S, Shimizu K, Nibuya M*, Toda H, Yoshino A, Suzuki E, Kondo T, Fukuda H. Increased Expression of Endocytosis-Related Proteins in Rat Hippocampus Following 10-Day Electroconvulsive Seizure Treatment. Neurosci Lett. 2016, in press (*corresponding author)。まず注目したのは、膜内の信号伝達の要である脂質ラフトlipid raftを裏打ちするscafolding proteinsであるカベオリン、フロチリンや、これ以外でエンドサイトーシス部位を裏打ちするクラスリン、さらに各種エンドソーム膜上に発現されるGTPase蛋白であるRab蛋白各種の、電気けいれん療法electroconvulsive seizure後の発現変化である。カベオリン、フロチリンに関してはショ糖勾配を用いた超遠心法によって脂質膜分画を単離してその部位の発現変化をも観察した。いずれの蛋白も、10日間の抗うつ効果を有する電気痙攣刺激によって、ラット脳内海馬領域hippocampal regionsでの発現が亢進することを見出した。従来抗うつ効果と膜上受容体発現の低下が報告されていたが、この現象をふくめて、今回発見した膜輸送の機能亢進が関連している可能性がある。これ以外にもストレス負荷、うつ病発症時に細胞内になんらかの蛋白負荷がかかっている可能性があり、これを膜輸送の機能亢進によって解決している可能性があるのではないかとの仮説のもと研究作業を継続する。

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

研究期間の一年目の段階で、下記論文が受理されている。1)Enomoto S, Shimizu K, Nibuya M*, Toda H, Yoshino A, Suzuki E, Kondo T, Fukuda H. Increased Expression of Endocytosis-Related Proteins in Rat Hippocampus Following 10-Day Electroconvulsive Seizure Treatment. Neurosci Lett. 2016, in press (*corresponding author)2)Tamura R, Ohta H, Satoh Y, Nonoyama S, Nishida Y, Nibuya M. Neuroprotective effects of adenosine deaminase in the striatum. J Cereb Blood Flow Metab. 2016 Apr;36(4):709-20. 3)Tamura A, Matsunobu T, Mizutari K, Niwa K, Kurioka T, Kawauchi S, Satoh S, Hiroi S, Satoh Y, Nibuya M, Tamura R, Shiotani A. Low-level laser therapy for prevention of noise-induced hearing loss in rats. Neurosci Lett. 2015 May 19;595:81-6.配布された研究費を用いて蛋白発現解析を精力的に行なっており、成果につながっている。まず注目したのは、膜内の信号伝達の要である脂質ラフトlipid raftを裏打ちするscafolding proteinsであるカベオリン、フロチリンや、これ以外でエンドサイトーシス部位を裏打ちするクラスリン、さらに各種エンドソーム膜上に発現されるGTPase蛋白であるRab蛋白各種の、電気けいれん療法electroconvulsive seizure後の発現変化である。カベオリン、フロチリンに関してはショ糖勾配を用いた超遠心法によって脂質膜分画を単離してその部位の発現変化をも観察した。いずれの蛋白も、10日間の抗うつ効果を有する電気痙攣刺激によって、ラット脳内海馬領域hippocampal regionsでの発現が亢進することを見出した。研究機関は2年残されており、さらに抗うつ薬投与、ストレス負荷によって細胞内膜輸送がいかに変化するかを追ってゆく予定である。

今後の研究の推進方策

現在は、ウエスタンブロットによる蛋白発現解析、超遠心法をつかった脂質ラフト分離の手法を用いている。今後、免疫組織手法を光学顕微鏡、電子顕微鏡を用いて、細胞内環境変化の解析も取り入れる予定である。抗うつ薬、良環境飼育が、膜輸送にいかなる影響を及ぼすのか?あるいはストレス状況がいかなる影響を及ぼすのかを追求してゆくこととなる。順調に研究が進まない場合に備えて、神経栄養因子とその受容体の脂質ラフトを中心とした解析も並行して実施する予定である。

次年度使用額が生じた理由

研究施行の予定と、消耗品の期限切れの都合のため、翌年への繰越が必要であった。

次年度使用額の使用計画

次年度に早期に支出予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件)

  • [雑誌論文] Neuroprotective effects of adenosine deaminase in the striatum.2016

    • 著者名/発表者名
      Tamura R, Ohta H, Satoh Y, Nonoyama S, Nishida Y, Nibuya M
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flow Metab

      巻: 36 ページ: 709-20

    • DOI

      10.1177/0271678X15625077.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased Expression of Endocytosis-Related Proteins in Rat Hippocampus Following 10-Day Electroconvulsive Seizure Treatment.2016

    • 著者名/発表者名
      Enomoto S, Shimizu K, Nibuya M, Toda H, Yoshino A, Suzuki E, Kondo T, Fukuda H
    • 雑誌名

      Neurosci Lett

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2016.05.015

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-level laser therapy for prevention of noise-induced hearing loss in rats.2015

    • 著者名/発表者名
      Tamura A, Matsunobu T, Mizutari K, Niwa K, Kurioka T, Kawauchi S, Satoh S, Hiroi S, Satoh Y, Nibuya M, Tamura R, Shiotani A
    • 雑誌名

      Neurosci Lett

      巻: 595 ページ: 81-6

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2015.03.031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The structural equation analysis of childhood abuse, adult stressful life events, and temperaments in major depressive disorders and their influence on refractoriness. Neuropsychiatr Dis Treat.2015

    • 著者名/発表者名
      Toda H, Inoue T, Tsunoda T, Nakai Y, Tanichi M, Tanaka T, Hashimoto N, Nakato Y, Nakagawa S, Kitaichi Y, Mitsui N, Boku S, Tanabe H, Nibuya M, Yoshino A, Kusumi I.
    • 雑誌名

      Neuropsychiatr Dis Treat

      巻: 11 ページ: 2079-90

    • DOI

      10.2147/NDT.S82236

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Affective temperaments play an important role in the relationship between childhood abuse and depressive symptoms in major depressive disorder.2015

    • 著者名/発表者名
      Toda H, Inoue T, Tsunoda T, Nakai Y, Tanichi M, Tanaka T, Hashimoto N, Takaesu Y, Nakagawa S, Kitaichi Y, Boku S, Tanabe H, Nibuya M, Yoshino A, Kusumi I.
    • 雑誌名

      Psychiatry Res

      巻: 236 ページ: 142-7

    • DOI

      10.1016/j.psychres.2015.12.016

    • 査読あり

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公開日: 2017-01-06  

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