2019 年度実施状況報告書

摂食障害における弓状核アストロサイトの機能的解析

研究課題

研究課題/領域番号	17K00918
研究機関	浜松医科大学
研究代表者	武藤弘樹浜松医科大学, 医学部, 助教 (60443040)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	摂食障害 / 発達異常 / 神経細胞 / アストロサイト / CaMK2
研究実績の概要	摂食障害は近年増え続けている大きな健康問題である。過食による肥満は糖尿病や高脂血症などのメタボリックシンドロームの原因となり、拒食症は深刻な栄養不足を招き腎機能障害や心機能の低下などを引き起こす。その他にも摂食障害による体重の増減は健康面に大きな影響を及ぼし、またうつ病などの精神疾患を併発することも報告されている。この様な原因として近年，摂食行動を制御する視床下部を中心とする中枢神経系の異常が注目されている。本研究では、摂食行動を調節する新たな因子を神経細胞とグリア細胞より見つけ出し、摂食障害の新たな治療法や新薬開発につなげることを目的としている。CaMK2αとβは脳に豊富に発現するタンパク質であり、様々な高次脳機能発現に重要であるとことが知られているが、摂食行動における役割は明らかにされていない。しかしながら、神経発達障害の患者を遺伝子解析したところ、CaMK2αとβの同様な部位（自己抑制機能に関与）に変異が認められため、患者と同様な変異を持つ遺伝子改変マウスを作製し、発達異常との関係性を調べた。CaMK2αまたはβの変異を持つマウスは、生後から明らかな体重減少を示すが、成体になると野生型とほぼ同じ体重になることが明らかとなり、発達期におけるCaMK2αとβの機能異常が発育不全に関与していることが示唆された。さらに、CaMK2βは中脳側坐核周囲でチロシン水酸化酵素と共発現しているため、明らかな運動機能障害と発育不良との関係性をCaMK2β変異マウスを用いて調べた。ドパミン放出の低下は、パーキンソン病などの運動機能障害と摂食欲求低下の原因となることが知られているため、CaMK2β変異マウスにドパミンの腹腔内投与することで運動機能改善と摂食行動促進を検討した。CaMK2β変異マウスの運動機能障害は、ドパミン投与による改善は見られなかったが、発育不良の改善がわずかに見られた。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由プロテオーム解析によりCaMK2αまたはCaMK2β変異マウスにおけるタンパク質の異常などを網羅的に解析してみたところ、CaMK2αまたはCaMK2βがそれぞれのマウスで減少していることは確認されたが、神経発達などに関わるタンパク質の異常が確認されなかった。プロテオーム解析で確認されたCaMK2αまたはCaMK2βの減少は、ウエスタンブロッティングによっても確認された。さらに詳しく調べるためには、全体的な解析ではなく、興奮性細胞、抑制性細胞、グリア細胞など細胞種を分離した状態での網羅的解析が必要なのかもしれない。
今後の研究の推進方策	現在、CaMK2β変異マウスと抑制性神経が蛍光タンパク質で標識されたマウスを交配し、CaMK2β変異による抑制性神経における異常の解析を進めている。さらに、興奮性細胞またはグリア細胞が標識されたマウスとの交配も今後検討することにより、細胞特異的な異常を検出し、摂食異常との関りを調べる。
次年度使用額が生じた理由	プロテオーム解析によりCaMK2αまたはCaMK2β変異マウスにおけるタンパク質の異常などを網羅的に解析してみたところ、CaMK2αまたはCaMK2βがそれぞれのマウスで減少していることは確認されたが、神経発達などに関わるタンパク質の異常が確認されなかった。プロテオーム解析で確認されたCaMK2αまたはCaMK2βの減少は、ウエスタンブロッティングによっても確認された。さらに詳しく調べるためには、全体的な解析ではなく、興奮性細胞、抑制性細胞、グリア細胞など細胞種を分離した状態での網羅的解析が必要なのかもしれない。興奮性細胞またはグリア細胞特異的に標識されたマウスの購入または作成などに使用する予定である。