双極性障害治療薬の開発を目指した新規動物モデルの作製

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15050
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 新田 淳美 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 教授 (20275093)
• 研究分担者: 宮本 嘉明 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 准教授 (20449101) ; 宇野 恭介 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 助教 (30608774)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 双極性障害 / Piccolo / in vivo マイクロダイアリシス法 / 光刺激反応実験

研究実績の概要

双極性障害は、躁と鬱の両方が病態として観察され、思春期の男女で発症する疾病である。今まで、モデル動物もなく、病因が明確でないことから、抜本的な治療薬もなかった。我々は、Piccoloという分子が、双極性障害に関係している可能性について培養細胞を使った実験で示している。そこで、本研究においては、双極性障害モデルマウスの作成に挑戦する。さまざまな行動実験を実施し、双極性障害患者の病態に迫るモデルを目指す。さらに、本モデルを用いて、双極性障害の原因を解明するために、最新の光刺激反応実験と、我々が今までに培ってきたin vivo マイクロダイアリシス法または多電極細胞外電位記録システムを組み合わせることで、脳のどの部位のどの細胞の異常によって双極性障害が発症するのかについて病因解明に挑んだ。
AAVベクターを用いて、Piccoloの発現量をマウス前頭前皮質で減少させたところ、多動やうつ様の症状が発現し、双極性障害様の症状を見出した。また、これらの症状は、臨床で使用されている向精神薬にて緩覚された。
また、in vivo マイクロダイアリシス法または多電極細胞外電位記録システムを用いて、解析を行ったところ、セロトニンおよびドパミン作動性神経の両方で障害があることが見出された。
in vivo マイクロダイアリシス法と光刺激反応実験を組み合わせた実験方法については、機器を導入し、新たなAAVベクターの作成を行い、実験条件の検討をしているところであり、次年度はデータの集積を目指すつもりである。

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

Piccoloの発現量をマウス前頭前皮質で減少させたところ(miPiccoloマウスと呼称する)　対照となるMockマウスと比較して、前頭前皮質におけるPiccolo発現量が約50％にまで減少していた。行動薬理学的解析では、miPiccoloマウスにおいて、新奇環境下での自発的行動量の増大、聴覚性プレパルス抑制の減弱、そして物質および空間認知機能の低下が観察された。さらに、これらのmiPiccoloマウスにおける行動障害は、抗精神病薬の投与によって改善または回復傾向が観察された。また、in vivo マイクロダイアリシス法を用いた検討では、ドパミンやセロトニンの遊離量の減少が観察された。また、miPiccoloマウスの前頭前皮質においてシナプス小胞結合タンパク質のリン酸化レベルの変化が観察されたが、プレシナプス・マーカーSynaptophysin、ポストシナプス・マーカーNMDAR1、PSD-95の発現量には、変化が観察されなかった。また、野生型マウスへの非定型抗精神病薬連続投与では、PCLO mRNA 量が上昇した。
光刺激反応とin vivo マイクロダイアリシス法を組み合わせて、新知見を得るための予備的実験を開始した。27年度については、新たなAAVベクターの作成を行い、その機能を検討した。マウスを用いたin vivo マイクロダイアリシス法自体が熟練した高度なテクニックが必要であるところへ、新たに光刺激による神経回路検出テクニックを同時に実施していることから、データの蓄積に至る結果は得られていないのが現状である。次年度以降、実験条件の改良重ねていく予定である。

今後の研究の推進方策

マウス前頭頭皮質でPiccoloの発現量を減少させたところ、双極性障害様の症状が観察された。in vivo マイクロダイアリシス法を用いて、前頭前皮質をはじめ、線条体等のその他の脳部位においても、セロトニンやドパミンの遊離量の変化が観察された。この現象は、ヒトの患者脳で起こっていると考えられていることと同様である。
本モデルマウスでの神経伝達物質の遊離量の変化が脳部位ごとで異なることから、新たに作成したAAVベクターを用いて、光刺激反応の実験と組み合わせて、本モデルマウスでの神経回路の変化の検討を行う。
一方、これらの行動変化や神経伝達物質の遊離量の変化は、精神病薬で抑制され、マウスモデルとしての妥当性も証明された。その一方で、ノーマルのマウスへ精神病薬を連続投与したところ、PCLO mRNA 量が増加したことから、PCLOの発現増加メカニズムについても併せて検討したいと考えている。
また、該疾患の死後脳でのPiccolo mRNA量の測定も実施したいと考えている。海外の他の研究グループからの報告では、精神疾患の患者脳でPiccoloの発現量の減少・増加の両方の知見が論文発表されていること、また、精神病患者での一塩基置換による変異も統計的に有意な差があることが報告されていることから、それらの塩基の変異と２７年度に見出したシナプス小胞結合タンパク質Synapsinのリン酸化レベルの変化との関連についても検討を重ねるつもりである。

次年度使用額が生じた理由

実験の都合上、３月に発注をしたものが４月に納品されたことから、146,988円の差異が生じた。

次年度使用額の使用計画

計画通り、実験を実施する。特に３月末に発注した抗体は４月早々に納品され、実験を円滑に継続的に実施することができた。

研究成果

• [国際共同研究] 瀋陽薬科大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 瀋陽薬科大学
• [国際共同研究] Graz University of Technology(オーストリア)
  • 国名: オーストリア
  • 外国機関名: Graz University of Technology
• [雑誌論文] Pseudoginsenoside-F11 inhibits methamphetamine-induced behaviors by regulating dopaminergic and GABAergic neurons in the nucleus accumbens (2016)
  • 著者名/発表者名: Fu K, Lin H, Miyamoto Y, Wu C, Yang J, Uno K, Nitta A
  • 雑誌名: Psychopharmacology 巻: 235 ページ: 831-840
  • DOI: 10.1007/s00213-015-4159-8
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of pharmacist-patient communication using the Roter Method of Interaction Process Analysis System. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakayama C, Kimata S, Oshima T, Kato A, Nitta A.
  • 雑誌名: Res Social Adm Pharm 巻: 12 ページ: 319-326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deletion of SHATI/NAT8L decreases the N-acetylaspartate content in the brain and induces behavioral deficits, which can be ameliorated by administering N-acetylaspartate. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toriumi K, Mamiya T, Song Z, Honjo T, Watanabe H, Tanaka J, Kondo M, Mouri A, Kim HC, Nitta A, Fukushima T, Nabeshima T.
  • 雑誌名: Eur Neuropsychopharmacol 巻: 25 ページ: 2108-2117
  • DOI: 10.1016/j.euroneuro.2015.08.003
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Induction of neuronal axon outgrowth by Shati/Nat8l by energy metabolism in mice cultured neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sumi K, Uno K, Matsumura S, Miyamoto Y, Furukawa-Hibi Y, Muramatsu S, Nabeshima T, Nitta A.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 26 ページ: 740-746
  • DOI: 10.1097/WNR.0000000000000416
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Piccolo Intronic Single Nucleotide Polymorphism rs13438494 Regulates Dopamine and Serotonin Uptake and Shows Associations with Dependence-Like Behavior in Genomic Association Study. (2015)
  • 著者名/発表者名: Uno K, Nishizawa D, Seo S, Takayama K, Matsumura S, Sakai N, Ohi K, Nabeshima T, Hashimoto R, Ozaki N, Hasegawa J, Sato N, Tanioka F, Sugimura H, Fukuda KI, Higuchi S, Ujike H, Inada T, Iwata N, Sora I, Iyo M, Kondo N, Won MJ, Naruse N, Uehara-Aoyama K, Itokawa M, Yamada M, Ikeda K, Miyamoto Y, Nitta A
  • 雑誌名: Curr Mol Med 巻: 15 ページ: 265-274
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pubertal administration of antiserum against nerve growth factor regresses renal vascular remodeling in spontaneously hypertensive rats (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohara M, Tomoda F, Koike T, Liu H, Uno K, Nitta A, Inoue H
  • 雑誌名: Clin Exp Pharmacol Physiol 巻: 42 ページ: 687-984
  • DOI: 10.1111/1440-1681.12411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a communication learning program for pharmacists (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama C, Oshima T, Kato A, Nitta A
  • 雑誌名: Jap J Pharm Health Care Sci 巻: 41 ページ: 80-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of octreotide acetate decreases in a sodium bisulfate concentration-dependent manner: compatibility study with morphine and metoclopramide injections. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanabe K, Wada J, Ohkubo J, Nitta A, Ikezaki T, Takeuchi M, Handa A, Tanaka M, Murakami N, Kashii T, Kitazawa H. Stability of octreotide acetate decreases in a sodium bisulfate concentration-dependent manner: compatibility study with morphine and metoclopramide injections
  • 雑誌名: Eur J Hosp Pharm Sci Pract 巻: 22 ページ: 171-175
  • 査読あり
• [学会発表] 新規精神活動分子Shati/nat8lの生理機能解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 新田淳美
  • 学会等名: 応用薬理シンポジウム2016
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-08-04 – 2016-08-05
  • 招待講演
• [学会発表] マウスin vivo マイクロダイアリシス法を用いた薬物依存研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 新田淳美、宮本嘉明
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2016-04-26 – 2016-04-28
  • 招待講演
• [学会発表] SP養成・PBLチュートリアル教育プログラム及び高度医療人養成・レギュラトリーサイエンスプログラム (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下富義、入江徹美、新田淳美、高倉喜信、赤池昭紀
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-27 – 2016-03-29
• [学会発表] ドパミンおよびGABA作動性神経系を介するアメリカ人参由来サポニンPF11のメタンフェタミンによる行動変化への抑制作用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 傅柯ゼン, 宮本嘉明, 呉春福, 楊静玉, 新田 淳美
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-09 – 2016-03-11
• [学会発表] メタンフェタミン誘発行動変化とドパミン遊離をマウス側坐核でのピッコロノックダウンは抑制する (2016)
  • 著者名/発表者名: 葛 斌, 宇野 恭介, 森下 誠也, 村松 慎一, 宮本 嘉明, 新田 淳美
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-09 – 2016-03-11
• [学会発表] 精神疾患におけるプレシナプス性タンパク質Piccoloの関連 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤慶治, 宮本嘉明, 稲垣良, 袖山健吾, 村松慎一, 鍋島俊隆, 新田淳美
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-09 – 2016-03-11
• [学会発表] Docetaxelによる爪障害発現時期および重篤化の新規予測因子 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高畑英信, 田辺公一, 高木昭佳, 久田勢津子, 山之内恒昭, 三村康彦, 新田淳美, 安田初奈, 菓子井達彦, 足立伊左雄
  • 学会等名: 第25回日本医療薬学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-11-21 – 2015-11-23
• [学会発表] ドパミン神経系におけるN-アセチルトランスフェラーゼShati/Nat8lを介した機能制御メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮本嘉明, 宇野恭介, 鍋島俊隆, 新田淳美
  • 学会等名: 平成27年度アルコール・薬物依存関連学会合同学術総会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-10-11 – 2015-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] Accumbal TMEM168 overexpression in mice inhibits methamphetamine-induced hyperlocomotion and CPP (2015)
  • 著者名/発表者名: Kequan Fu, Yoshiaki Miyamoto, Eriko Saika, Shin-ichi Muramatsu, Kyosuke Uno, Atsumi Nitta
  • 学会等名: 平成27年度アルコール・薬物依存関連学会合同学術総会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-10-11 – 2015-10-13
• [学会発表] Analysis of pharmacist-patient communication using the roter method of interaction process annalysis system (2015)
  • 著者名/発表者名: Oshima T, Nakayama C, Kato A, Nitta A
  • 学会等名: The 75th FIP World Congress of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences 2015
  • 発表場所: Dusseldorf
  • 年月日: 2015-09-29 – 2015-10-03
  • 国際学会
• [学会発表] 精神疾患患者における末梢血中SHATI/NAT8LのDNAメチル化率の低下 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田美奈, 宇野恭介 ,宮崎杜夫, 袖山健吾, 山森英長, 藤本美智子, 安田由華, 橋本亮太, 宮本嘉明, 鍋島俊隆, 武田雅俊, 新田淳美
  • 学会等名: 第45回日本神経精神薬理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-09-24 – 2015-09-26
• [学会発表] マウス前頭前皮質での Piccolo ノックダウンによるシナプス機能障害 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮本嘉明, 佐藤慶治, 稲垣良, 村松慎一, 鍋島俊隆, 宇野恭介, 新田淳美
  • 学会等名: 第45回日本神経精神薬理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-09-24 – 2015-09-26
• [学会発表] マウス前頭前皮質におけるPiccolo 発現低下による統合失調症様行動の誘導 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新田淳美
  • 学会等名: 第45回日本神経精神薬理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-09-24 – 2015-09-26
• [学会発表] 培養神経細胞における精神疾患関連分子Shati/Nat8lの突起伸長への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宇野恭介, 鷲見和之, 松村祥平, 宮本嘉明, 古川-日比陽子, 鍋島俊隆, 村松慎一,新田淳美
  • 学会等名: 第66回日本薬理学会北部
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2015-09-18 – 2015-09-18
• [学会発表] Shati/Nat8l induces axon outgrowth via energy metabolism in the primary cultured neurons of mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nitta Atsumi, Sumi Kazuyuki, Uno Kyosuke, Matsumura Shohei, Miyamoto Yoshiaki, Furukawa-Hibi Yoko, Muramatsu Shin-ichi, Nabeshima Toshitaka
  • 学会等名: 第58回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 大宮
  • 年月日: 2015-09-11 – 2015-09-13
• [学会発表] マウス前頭前皮質におけるPiccoloの発現低下による神経機能障害 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新田淳美, 稲垣良, 佐藤慶治, 村松慎一, 鷲見和之, 鍋島俊隆, 宇野恭介, 宮本嘉明
  • 学会等名: 生体機能と創薬シンポジウム2015
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2015-08-27 – 2015-08-28
• [図書] 脳２１ (2016)
  • 著者名/発表者名: 新田淳美、宇野恭介、鍋島俊隆、宮本嘉明
  • 総ページ数: 92
  • 出版者: 金芳堂
• [備考] 富山大学薬学部薬物治療学研究室ホームページ
  • URL: http://www.pha.u-toyama.ac.jp/yakuchi/top.html
• [備考] こころの病気を探求する
  • URL: http://sai-jisedai.jugem.jp/