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2012 年度 実績報告書

陽性情動やエンリッチ環境が脳内エピジェネティクス修飾に及ぼす影響と疼痛制御

研究課題

研究課題/領域番号 24390151
研究種目

基盤研究(B)

研究機関和歌山県立医科大学

研究代表者

仙波 恵美子  和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (00135691)

研究分担者 村上 和雄  公益財団法人国際科学振興財団, バイオ研究所, 名誉教授 (70110517)
堀 美代  公益財団法人国際科学振興財団, バイオ研究所, 研究員 (90399329)
成田 年  星薬科大学, 薬学部, 教授 (40318613)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード陽性情動 / 超音波発声 / エピジェネティクス修飾 / 脳報酬系 / マイクロアレイ / microRNA / DNAメチル化 / 慢性疼痛
研究概要

陽性情動(笑い、喜び)や遊びが疼痛を緩和し、免疫系や脳機能にもよい影響を与えることが報告されているが、そのメカニズムについては不明である。本研究では、その基盤にあるエピジェネティクス修飾による遺伝子発現制御機構を解明することにより、疼痛制御・治療に応用することを目指す。平成24年度は、ラットで快情動を示す50kHzの超音波発声(USV)を惹起することができるTickling刺激により、脳報酬系の要である側坐核においてドーパミン(DA)が放出され、DA受容体アンタゴニストの投与で、50kHzのUSVの発生が抑制されることを明らかにした。さらに一日10分間のTickling刺激を4週間続けたラットと、触刺激で置き換えた対照群のラットとの間で、マイクロアレイにより前頭葉・側坐核・海馬・扁桃体における遺伝子発現の変化について検討した。結果については解析中。また、マウスにおける遊びのモデルとされるRough-and-tumble playについて、小動物用超音波測定解析システム(Avisoft, SAS Lab)を用いて、隔離飼育の必要性、時期(週齢)、回数などの検討を行っている。モデル動物として確立した時点で、microRNAの網羅的解析を行う予定である。陰性情動のモデルとして神経障害性疼痛モデルを作製し、脊髄後角や脳報酬系におけるエピジェネティクス修飾についても検討を行っており、陽性情動との違いを明らかにする。

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

比較的若いラットでは50kHzの超音波発声(USV)(快情動の指標)を惹起することができる。堀らは、Tickling刺激により脳報酬系の要である側坐核においてドーパミンΦA)が放出され、DA受容体アンタゴニストの投与で、50kHzのUSVの発生が抑制されることを明らかにした。仙波らは、今年度購入した小動物用超音波測定解析システム(Avisoft,SAS Lab)を用いて、マウスの様々な行動とUSVとの関係について検討を進めている。USVの解析方法についても確立した。成田らは、疾痛(陰性情動)による脳内エピジェネティクス解析を進め、精力的に論文を発表している(Imai et al., J Neurosci. 31:15294-15299, 2011,Imai et al., Brain. 136:828-843,2013)。今後さらに3グループの協力関係を進め、陽性情動による脳でのエピジェネティクス修飾を明らかにして行きたい。

今後の研究の推進方策

平成24年12月に星薬科大学にて研究打ち合わせ会議を行い、これまでの成果発表と今後の進め方についての話し合いを行った。陽性情動については、村上・堀らはこれまでどおりラットのTickling刺激を行い、マイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行うこととし、採取する脳部位は脳報酬系の要である側坐核、側坐核に入力する扁桃体・前頭前野・海馬とした。仙波、成田はこれまで神経障害性痔痛モデルマウスでの解析を行っており、成田らは側坐核におけるエピジェネティクス解析の結果、ドーパミン遊離の減少とmiR200b,miR429の減少およびDNMT3aの増加によるDNAメチル化の促進を見出している。陽性情動モデルとしてエンリッチ環境よりさらに強い陽性情動を惹起すると考えられるRough-and-tumble playを採用することとし、仙波が超音波測定解析システム(Avisoft,SAS Lab)を用いてモデル作製を担当し、成田がmicroRNAの網羅的解析を行う予定である。痔痛(陰性情動)とは全く異なった結果が得られることが期待される。

次年度の研究費の使用計画

村上・堀らはラット脳でのマイクロアレイによる遺伝子発現解析を行う。学術研究助成基金助成金の次年度使用額(140,750円)は、遺伝子発現解析費用に充てる。仙波らは超音波測定解析システム(Avisoft,SAS Lab)を用いてモデル作製を行う。成田らはラットおよびマウスでのエピジェネティクス修飾の解析(microRNAアレイ、変化したmicroRNAの標的遺伝子の探索など)を行う。なお遺伝子発現解析日費を約150万円と見積もっていたものが、実際の見積りをとってみるとそれより少しオーバーすることがわかったため、残額が生じた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Tickling increases dopamine release in the nucleus accumbens and 50 kHz ultrasonic vocalizations in adolescent rats.2013

    • 著者名/発表者名
      Hon M., et al.
    • 雑誌名

      Neuroreport.

      巻: 24(5) ページ: 241-245

    • DOI

      10.1097/WNR.0b013e32835edbfa

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epigenetic transcriptional activation of MCP-3 contrib utes to long-lasting neuropathic pain.2013

    • 著者名/発表者名
      Imai S, et al.
    • 雑誌名

      Brain

      巻: 136 ページ: 828-843

    • DOI

      10.1093/brain/aws330.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Olanzapine suppresses the rewarding and discriminative stimulus effects induced by morphine.2012

    • 著者名/発表者名
      Torigoe K, et al.
    • 雑誌名

      Synapse

      巻: 66 ページ: 174-179

    • DOI

      10.1002/syn.21500.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Usefulness of olanzapine as an adjunct to opioid treatment and for the treatment of neuropathic pain.2012

    • 著者名/発表者名
      Torigoe K, et al.
    • 雑誌名

      Anesthesiology

      巻: 116 ページ: 159-169

    • DOI

      10.1097/ALN.0b013e31823c7e56.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 痛みの細胞記憶とエピジェネティクス制御2012

    • 著者名/発表者名
      成田年、他
    • 雑誌名

      Anesthesia 21 Century

      巻: 14 ページ: 2876-2883

  • [雑誌論文] 老化および脳高次機能疾患におけるエピジェネティクス制御2012

    • 著者名/発表者名
      池上大悟、他
    • 雑誌名

      日本神経精神薬理学雑誌

      巻: 32 ページ: 275-280

  • [学会発表] Tickling alters emotional responses in adolescent rats.2013

    • 著者名/発表者名
      Hori, M.
    • 学会等名
      The 90^<th> annual Meeting of the Physiological Society in Japan
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2013-03-28
  • [学会発表] Hippocampal epigenetic modification at the brain-derived neurotophic factor gene induced by an enriched environment.2012

    • 著者名/発表者名
      Nagasawa, A, et al.
    • 学会等名
      International Society for Stem CeU Research (ISSCR) 10th Annual Meeting
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      20120613-20120616
  • [学会発表] Enriched environment飼育による脳由来神経栄養因子(BDNF) promoter領域におけるヒストン修飾の変化2012

    • 著者名/発表者名
      神田菜摘、他
    • 学会等名
      第6回エピジェネティクス研究会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120514-20120515

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公開日: 2014-07-16  

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