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2019 年度 実施状況報告書

ケタミンの抗うつ作用におけるセロトニン5-HT2A受容体の役割に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K07332
研究機関名城大学

研究代表者

衣斐 大祐  名城大学, 薬学部, 准教授 (40757514)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードセロトニン5-HT2A受容体 / うつ病 / 抗うつ薬
研究実績の概要

うつ病患者の約30%が、抗うつ薬が効きにくい治療抵抗性(難治性)うつ病患者である。NMDA受容体拮抗薬のケタミンは、難治性うつ病にも治療効果を示すため米国ではすでに使われ始めているが(Singh et al, Lancet Psychiatry 2017)、精神症状などの副作用や依存性の問題などが存在している(Berman et al, Biol Psychiatry 2000)。一方、シロシビンなどセロトニン5-HT2A受容体(以下、5-HT2A)刺激薬も即効性と持続性を有する抗うつ作用を示すことが報告された(Kyzar et al, Trends Pharmacol Sci 2017)。これら報告を踏まえ、2019年11月に米国FDAはシロシビンがうつ病治療のブレイクスルーになり得ると発表し、Usona研究所などにて大規模臨床研究が進められている(Nutt et al, Cell 2020)。我々は既にケタミンの抗うつ作用が5-HT2Aを介していることを見出しているが、5-HT2A刺激薬による抗うつ作用の分子メカニズムは分かっていない。そこで本研究では、5-HT2Aを介する抗うつ作用に関わる神経回路および抗うつ関連分子を明らかにし、ケタミンの抗うつ作用における5-HT2Aの役割を明らかにすることで、ケタミンの副作用や依存性などを抑えた薬物開発を本研究の目的とする。

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

我々は、既にマウスを用いた強制水泳試験やショ糖嗜好性試験など行動薬理学的解析からマウスへのDOIなど5-HT2A刺激薬の急性投与が、抗うつ作用を示すことを明らかにした。またその時の活性化脳領域をc-Fos染色により調べたところ、ストレス応答や情動行動に関係する外側中隔核(LS)におけるc-Fos陽性細胞数の増加(神経活性化)が認められたが、その他の脳領域(前頭前皮質、縫線核など)ではc-Fos陽性細胞数の変化は認められなかった。さらに免疫組織化学染色法およびIn situ Hybridization法により、LSにおけるc-Fos陽性細胞が、GABA作動性神経であり、5-HT2Aを発現していることが分かった。加えて、LSのc-Fos陽性細胞が投射する脳領域を調べるために逆行性神経トレーサーのコレラ毒素(CTB)をLSの投射先に微量投与し、LSにおけるCTBシグナルとc-Fosの共局在を調べた。その結果、LSのc-Fos陽性細胞が投射する複数の脳領域を同定した。以上から、5-HT2A刺激薬の抗うつ作用には、LSに存在する5-HT2A陽性GABA作動性神経の神経ネットワークが関与している可能性が示唆された。
次に5-HT2A刺激薬の急性投与が、うつ病モデルマウスの情行動異常に与える影響について調べた。うつ病モデルマウスとして、コルチコステロン慢性投与マウスを用い、5-HT2A刺激薬投与24時間後に行動解析を行った。その結果、コルチコステロン慢性投与マウスで認められるうつ様行動および不安行動が5-HT2A刺激薬の投与によりコントロールレベルまで緩解した。以上から、5-HT2A刺激薬の急性投与はうつ病における情動行動異常を改善する可能性が示唆された。

今後の研究の推進方策

まず、LSにおける5-HT2Aが5-HT2A刺激薬による抗うつ作用にどの程度関与しているかを調べるために、アデノ随伴ウィルス(AAV)を用いてshRNAによるLSの5-HT2Aをノックダウンした後、5-HT2A刺激薬による抗うつ作用を行動薬理学的に解析する。さらに5-HT2A陽性細胞特異的にcreリコンビナーゼを発現する(Htr2a-cre)マウスにcre依存的AAVを用いることで、LSにおける5-HT2A陽性GABA作動性神経の活性化およびLS関連神経ネットワークが抗うつ作用に関わっているかどうかについて薬理遺伝学的・光遺伝学的手法を用いて検討する。
我々はDOIなど5-HT2A刺激薬の単回投与による抗うつ作用が短くとも3日間持続することを見出しており、このことはシロシビンを用いた臨床研究とも一致している(Aday et al, Neurosci Biobehav Rev 2020)。DNAの遺伝子配列には影響せず、遺伝子転写を制御するDNAのメチル化やヒストンの修飾のことをエピゲノムとよぶ。これらエピゲノムが関わる遺伝子転写制御機構は、薬効の持続性に関与している(Kalda and Zharkovsky, Int Rev Neurobiol 2015)。そこで、本研究ではマウスに5-HT2A刺激薬を処置し、RNA-seqによりLSにおける遺伝子発現を網羅的に解析し、エピゲノム関連遺伝子の変化を調べる。発現変化が認められたエピゲノム関連遺伝子からそれぞれの遺伝子により影響を受けるエピジェネチック制御機構について詳細を解析し、5-HT2A刺激薬の作用持続性に関わるエピゲノムを明らかとする。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの拡大に伴い参加予定であった複数の学会が中止となったため次年度使用額が0とならなかった。加えて、実験計画を一部変更し、2020年度への使用としたこともその要因の1つである。
次年度は、もし学会が開催されることとなれば、学会の旅費等に使用する。また論文投稿時の英文校正や投稿時に係る経費に使用したい。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Virginia Commonwealth University/George Mason University/Icahn School of Medicine at Mount Sinai(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Virginia Commonwealth University/George Mason University/Icahn School of Medicine at Mount Sinai
  • [雑誌論文] Gut microbiota manipulation during the prepubertal period shapes behavioral abnormalities in a mouse neurodevelopmental disorder model2020

    • 著者名/発表者名
      Saunders Justin M.、Moreno Jose L.、Ibi Daisuke、Sikaroodi Masoumeh、Kang Dae Joong、Munoz-Moreno Raquel、Dalmet Swati S.、Garcia-Sastre Adolfo、Gillevet Patrick M.、Dozmorov Mikhail G.、Bajaj Jasmohan S.、Gonzalez-Maeso Javier
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 4697

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61635-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of GAT2/BGT-1 in the preventive effects of betaine on cognitive impairment and brain oxidative stress in amyloid β peptide-injected mice2019

    • 著者名/発表者名
      Ibi Daisuke、Tsuchihashi Azumi、Nomura Tomohiro、Hiramatsu Masayuki
    • 雑誌名

      European Journal of Pharmacology

      巻: 842 ページ: 57~63

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2018.10.037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Paternal valproic acid exposure in mice triggers behavioral alterations in offspring2019

    • 著者名/発表者名
      Ibi Daisuke、Fujiki Yu、Koide Nayu、Nakasai Genki、Takaba Rika、Hiramatsu Masayuki
    • 雑誌名

      Neurotoxicology and Teratology

      巻: 76 ページ: 106837~106837

    • DOI

      10.1016/j.ntt.2019.106837

    • 査読あり
  • [学会発表] 精神疾患モデルマウスにおける情動異常および認知機能障害と海馬Reelinの解析2019

    • 著者名/発表者名
      中齋玄紀、衣斐大祐、小出菜優、木下真帆、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      第135回日本薬理学会近畿部会
  • [学会発表] Neuro2A細胞株におけるβ-Amyloid protein 25-35の細胞毒性におけるGABAトランスポーター2の役割2019

    • 著者名/発表者名
      田中 柊、衣斐大祐、大谷駿人、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      第135回日本薬理学会近畿部会
  • [学会発表] セロトニン5-HT2A受容体刺激を介した抗うつ作用と遺伝子発現変化2019

    • 著者名/発表者名
      細見衣里、衣斐大祐、荒川真夕、高羽里佳、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      日本薬学会 第65回東海支部総会
  • [学会発表] Neuro2A細胞におけるセロトニン5-HT2A受容体の下流シグナル経路探索2019

    • 著者名/発表者名
      園田裕子、衣斐大祐、荒川真夕、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      日本薬学会 第65回東海支部総会
  • [学会発表] コルチコステロン慢性投与マウスの情動行動異常に対する抗うつ薬の作用2019

    • 著者名/発表者名
      木下真帆、衣斐大祐、中齋玄紀、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      日本薬学会 第65回東海支部総会
  • [学会発表] アルツハイマー型認知症モデルマウスにおけるシナプス関連遺伝子発現に対するベタイン連続飲水摂取の影響2019

    • 著者名/発表者名
      安藤敏浩、衣斐大祐、野田奨乃、小島侑也、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      日本薬学会 第65回東海支部総会
  • [学会発表] ケタミンのセロトニン5-HT2A受容体を介した抗うつ作用における行動学的アプローチ2019

    • 著者名/発表者名
      荒川真夕、衣斐大祐、高羽里佳、細見衣里、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      生体機能と創薬シンポジウム2019
  • [学会発表] セロトニン5-HT2A受容体刺激薬の抗うつ作用に関する神経ネットワークの探索2019

    • 著者名/発表者名
      髙羽里佳、衣斐大祐、荒川真夕、細見衣里、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      生体機能と創薬シンポジウム2019
  • [学会発表] コルチコステロン慢性投与マウスの情動行動異常に対するSSRIおよびセロトニン5-HT2A受容体アゴニストの急性投与による作用2019

    • 著者名/発表者名
      木下真帆、衣斐大祐、中齋玄紀、荒川真夕、髙羽里佳、細見衣里、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      生体機能と創薬シンポジウム2019
  • [学会発表] CCKR2tgマウスのストレス負荷による行動変化と5-HT神経系への影響2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤大地、間宮隆吉、永田翔吾、唐亜平、衣斐大祐、平松正行
    • 学会等名
      第21回応用薬理シンポジウム
  • [学会発表] ケタミンのセロトニン5-HT2A受容体を介した抗うつ作用におけるシグナル経路探索2019

    • 著者名/発表者名
      巻田吏加、衣斐大祐、荒川真夕、園田裕子、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      第21回応用薬理シンポジウム
  • [学会発表] うつ病の新規治療標的としてのセロトニン5-HT2A受容体の有用性2019

    • 著者名/発表者名
      中齋玄紀、衣斐大祐、髙羽里佳、木下真帆、荒川真夕、細見衣里、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      第21回応用薬理シンポジウム
  • [学会発表] コミュニケーションボックスによるストレスがコレシストキニン受容体過剰発現マウスの行動に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      間宮隆吉、新福ゆい、小林芽衣、唐 亜平、衣斐大祐、平松正行
    • 学会等名
      第35回日本ストレス学会学術総会
  • [学会発表] セロトニン5-HT2A受容体の新規抗うつ薬標的分子としての有用性2019

    • 著者名/発表者名
      衣斐大祐、髙羽里佳、中齋玄紀、細見衣里、荒川真夕、木下真帆、間宮隆吉、吉田圭介、北垣伸治、平松正行
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2019
  • [学会発表] ガランタミンはα7ニコチン性アセチルコリン受容体を介して脳機能障害を緩解する2019

    • 著者名/発表者名
      間宮隆吉、棚瀬将太、加藤俊佑、伊藤愛、衣斐大祐、鍋島俊隆、平松正行
    • 学会等名
      第46回日本脳科学会
  • [学会発表] 精神疾患治療におけるセロトニン5-HT2A受容体の役割と意義を行動薬理学的に考える2019

    • 著者名/発表者名
      衣斐大祐、髙羽里佳、渡邊香輝、中齋玄紀、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      第29回神経行動薬理若手研究者の集い
    • 招待講演
  • [学会発表] 慢性ストレス負荷およびコルチコステロン慢性曝露により惹起される情動行動異常に対するセロトニン5-HT2A受容体アゴニストの作用2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊香輝、衣斐大祐、中齋玄紀、木下真帆、髙羽里佳、細見衣里、荒川真夕、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      第29回神経行動薬理若手研究者の集い
  • [学会発表] Neuro2A細胞におけるβ-amyloid peptide25-35の細胞毒性に対するGABAトランスポーター2の保護的役割2019

    • 著者名/発表者名
      吉田尚子、衣斐大祐、大谷駿人、間宮隆吉、平松正行
    • 学会等名
      日本薬学会 第140年会
  • [学会発表] 統合失調症治療における新たな治療標的分子に関する基礎研究2019

    • 著者名/発表者名
      衣斐大祐
    • 学会等名
      生体機能と創薬シンポジウム2019
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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