細胞体セロトニン遊離を選択的に阻害する遺伝学的ツールの開発と神経回路創薬への応用

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K15125
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 永安 一樹 京都大学, 薬学研究科, 助教 (00717902)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: セロトニン / ウイルスベクター

研究実績の概要

神経伝達物質による情報伝達は、全ての脳機能の基盤となっている。この情報伝達のほとんどは、終末のシナプス間隙で起きるが、セロトニン神経やドパミン神経など一部の神経細胞は、細胞体からも神経伝達物質を遊離することが知られている。細胞体からの遊離の機能として、自己受容体を介した自己抑制が想定されているが、細胞体からの遊離のみを制御する手法は存在せず、その生理的意義の解明には至っていない。本研究では、細胞内小器官の機能を発現箇所のみで光依存的に低下させるminiSOG（singlet oxygen generator）と独自開発のセロトニン神経特異的ウイルスベクターを組み合わせることで、細胞体からの遊離が持つ生理的意義の解明を目指す。
研究実施計画に沿って、シナプス小胞タンパク質と一重項酸素産生タンパク質であるminiSOGとの融合タンパク質を用いて検討を行った。
前年度までに作成した、TPH2遺伝子上流配列の下流に、本融合タンパク質をコードした配列を配置したレンチウイルスベクタ―を用いることで、特異性高く融合タンパク質を発現させることができたが、そのポピュレーションは十分でないと考えられた。そこで、レンチウイルスベクターよりもウイルス濃度を高めることができるアデノ随伴ウイルスベクターを用いて、特異性を維持したまま、外来遺伝子を高レベルで発現させることが可能か検討した。
TPH2遺伝子上流配列の下流に、蛍光タンパク質であるVenusを発現するアデノ随伴ウイルスベクターを構築し、その特異性を評価したところ、背側縫線核内のほとんど全てのセロトニン神経にVenusを発現させ得ることを見出した。今後、融合タンパク質を発現するアデノ随伴ウイルスベクターを用いた検討を行うことで、細胞体からのセロトニン遊離の生理的意義の解明を図りたい。

研究成果

• [国際共同研究] ブリストル大学(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: ブリストル大学
• [雑誌論文] TRPM2 Channel Aggravates CNS Inflammation and Cognitive Impairment via Activation of Microglia in Chronic Cerebral Hypoperfusion. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyanohara J, Kakae M, Nagayasu K, Nakagawa T, Mori Y, Arai K, Shirakawa H, Kaneko S.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 38 ページ: 3520-3533
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2451-17.2018
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ketamine-Induced Prefrontal Serotonin Release Is Mediated by Cholinergic Neurons in the Pedunculopontine Tegmental Nucleus (2018)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita Haruko、Nishitani Naoya、Nagai Yuma、Andoh Chihiro、Asaoka Nozomi、Kawai Hiroyuki、Shibui Norihiro、Nagayasu Kazuki、Shirakawa Hisashi、Nakagawa Takayuki、Kaneko Shuji
  • 雑誌名: Int J Neuropsychopharmacol. 巻: 21 ページ: 305～310
  • DOI: 10.1093/ijnp/pyy007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chronic antidepressant potentiates spontaneous activity of dorsal raphe serotonergic neurons by decreasing GABAB receptor-mediated inhibition of L-type calcium channels (2017)
  • 著者名/発表者名: Asaoka Nozomi、Nishitani Naoya、Kinoshita Haruko、Kawai Hiroyuki、Shibui Norihiro、Nagayasu Kazuki、Shirakawa Hisashi、Nakagawa Takayuki、Kaneko Shuji
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 ページ: 13609
  • DOI: 10.1038/s41598-017-13599-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-Speed and Scalable Whole-Brain Imaging in Rodents and Primates (2017)
  • 著者名/発表者名: Seiriki K, Kasai A, Hashimoto T, Schulze W, Niu M, Yamaguchi S, Nakazawa T, Inoue KI, Uezono S, Takada M, Naka Y, Igarashi H, Tanuma M, Waschek JA, Ago Y, Tanaka KF, Hayata-Takano A, Nagayasu K, Shintani N, Hashimoto R, Kunii Y, Hino M, Matsumoto J, Yabe H, Nagai T, Fujita K, Matsuda T, Takuma K, Baba A, Hashimoto H.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 94 ページ: 1085～1100.e6
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2017.05.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sphingosine-1-phosphate induces Ca2+ signaling and CXCL1 release via TRPC6 channel in astrocytes (2017)
  • 著者名/発表者名: Shirakawa Hisashi、Katsumoto Rumi、Iida Shota、Miyake Takahito、Higuchi Takuya、Nagashima Takuya、Nagayasu Kazuki、Nakagawa Takayuki、Kaneko Shuji
  • 雑誌名: Glia 巻: 65 ページ: 1005～1016
  • DOI: 10.1002/glia.23141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colchicine alleviates acute postoperative pain but delays wound repair in mice: Roles of neutrophils and macrophages (2017)
  • 著者名/発表者名: Sukeishi Asami、Isami Koichi、Hiyama Haruka、Imai Satoshi、Nagayasu Kazuki、Shirakawa Hisashi、Nakagawa Takayuki、Kaneko Shuji
  • 雑誌名: Mol Pain. 巻: 13 ページ: 174480691774368
  • DOI: 10.1177/1744806917743680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct Mechanism of Cysteine Oxidation-Dependent Activation and Cold Sensitization of Human Transient Receptor Potential Ankyrin 1 Channel by High and Low Oxaliplatin (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyake Takahito、Nakamura Saki、Meng Zhao、Hamano Satoshi、Inoue Keisuke、Numata Tomohiro、Takahashi Nobuaki、Nagayasu Kazuki、Shirakawa Hisashi、Mori Yasuo、Nakagawa Takayuki、Kaneko Shuji
  • 雑誌名: Front Physiol. 巻: 8 ページ: 878
  • DOI: 10.3389/fphys.2017.00878
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pathophysiological Role of Transient Receptor Potential Ankyrin 1 in a Mouse Long-Lasting Cystitis Model Induced by an Intravesical Injection of Hydrogen Peroxide (2017)
  • 著者名/発表者名: Oyama Shohei、Dogishi Koji、Kodera Mizuki、Kakae Masashi、Nagayasu Kazuki、Shirakawa Hisashi、Nakagawa Takayuki、Kaneko Shuji
  • 雑誌名: Front Physiol. 巻: 8 ページ: 877
  • DOI: 10.3389/fphys.2017.00877
  • 査読あり
• [学会発表] Chronic treatment with a selective serotonin reuptake inhibitor increases spontaneous activity of dorsal raphe nucleus serotonergic neurons through activating L-type voltage dependent Ca2+ channels (2017)
  • 著者名/発表者名: Nozomi Asaoka1, Naoya Nishitani1, Haruko Kinoshita1, Hiroyuki Kawai1, Norihiro Shibui1, Kazuki Nagayasu1, Hisashi Shirakawa1, Takayuki Nakagawa2, Shuji Kaneko1
  • 学会等名: Neuroscience2017
  • 国際学会
• [学会発表] 新規強迫性障害モデル評価系の作成：妥当性評価から治療ターゲット探索まで (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅岡希美1、西谷直也1、永安一樹1、白川久志1、中川貴之2、金子周司1
  • 学会等名: 第132回 日本薬理学会近畿部会
• [学会発表] ミクログリアにおいてTRPV4の開口はLPS誘発IL10産生を促進する (2017)
  • 著者名/発表者名: 富澤恵里、三宅崇仁、永安一樹、白川久志、金子周司
  • 学会等名: 第132回 日本薬理学会近畿部会
• [学会発表] ケタミンの前頭前野セロトニン遊離作用におけるアセチルコリン神経核の関与 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木ノ下晴子1、西谷直也1、浅岡希美1、河合洋幸1、澁井紀宏1、永井佑茉1、安藤千紘1、永安一樹1、白川久志1、中川貴之2、金子周司1
  • 学会等名: 第132回 日本薬理学会近畿部会
• [学会発表] ゲノム編集技術を用いた脳神経核特異的セロトニン受容体欠損マウス作製の試み (2017)
  • 著者名/発表者名: 澁井紀宏1、西谷直也1、永井佑茉1、安藤千紘1、浅岡希美1、河合洋幸1、木ノ下晴子1、白川久志1、中川貴之2、大村優3、永安一樹1、金子周司1
  • 学会等名: 第67回 日本薬学会近畿支部総会・大会
• [学会発表] TRPM2を介したケモカインCXCL2産生が多発性硬化症の増悪に関与する (2017)
  • 著者名/発表者名: 平瀬僚、筒井真人、永安一樹、白川久志、金子周司
  • 学会等名: 第131回 日本薬理学会近畿部会
• [備考] 分野ホームページ
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/channel/