2015 Fiscal Year Annual Research Report
次世代型の分子・神経ネットワーク基盤解析によるうつ病の病態解明
| Project/Area Number |
15H04895
|
|---|
| Research Institution | Yamaguchi University |
|---|
Principal Investigator |
渡辺 義文 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90182964)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 周作 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (10403669)
山形 弘隆 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (10549934)
樋口 文宏 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60711249)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | ストレス / エピジェネティクス / うつ病 / HDAC / CaMKII |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、うつ病態の分子・神経基盤をこれまでにない全く新しい切り口で明らかにすることである。我が国におけるうつ病の発症機序に関する基礎研究は欧米諸国に比べて圧倒的に不足している。申請者らの先行研究から、「側坐核・海馬・内側前頭前野皮質における神経回路の変容に伴うエピジェネティックな遺伝子発現異常がうつ病の発症機序となる」との仮説をたて、この妥当性を分子・神経回路レベルの双方向から検討する。本研究により、特定の脳部位におけるうつ病態の分子機構の解明のみならず、分子レベルと神経回路レベルでの解析を融合させることで、うつ病研究の新展開が期待できる。
平成27年度に得られた成果は以下の通りである。
１．CaMKIIbetaのノックダウンが可能なshRNAを発現するアデノ随伴ウイルス(AAV)およびCaMKIIbetaを過剰発現させるAAVを海馬特異的に投与したマウスを用いて、うつ様行動(スクロース嗜好性試験、社交性試験)と不安行動(高架式十字迷路、明暗箱試験)を評価した。その結果、CaMKIIbetaの機能低下によりうつ様行動は増加し、CaMKIIbetaの機能亢進によってうつ様行動は減少した。
2. HDAC4をノックダウンさせることが可能なshRNAを発現する AAVおよびHDAC4を過剰発現するAAVを内側前頭前野皮質特異的に投与したマウスを用いて、上記同様、うつ様行動と不安行動を評価した。その結果、HDAC4の機能亢進によりうつ様行動は増加し、HDAC4の機能低下によってうつ様行動は減少した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CaMKIIの発現をノックダウンすることが可能なアデノ随伴ウイルスの作製に成功し、当初の計画通り、マウス個体レベルでCaMKIIとうつ様行動との関連を解析できた。また、HDAC4の発現をノックダウンあるいは過剰発現することが可能なアデノ随伴ウイルスの作製にも成功し、マウス個体レベルでHDAC4とうつ様行動との関連を検討することができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は以下の実験を計画している。
課題1. CaMKIIbetaと相互作用する新規分子の同定とうつ様行動に対する役割を検討する。
恒常的活性化型CaMKIIbetaを過剰発現させたマウスからタンパク質を調整し、リン酸化タンパク質の発現量を網羅的に定量可能な抗体アレイを用いて、新規相互作用分子の同定を試みる。その後、候補タンパク質をリストアップし、うつモデルマウスにおける発現量をウエスタンブロット法により解析する。さらに、CaMKIIbetaと候補タンパク質との相互作用を免疫沈降法により検討する。
課題2. HDAC4の新規標的遺伝子を探索することで、新たなうつ病候補遺伝子の同定を行う。うつ病モデルマウスの内側前頭前野皮質からクロマチン分画を抽出し、HDAC4抗体を用いたクロマチン免疫沈降法により、HDAC4結合ゲノムを回収する。得られたゲノム情報を解読することで、うつ病態におけるHDAC4標的遺伝子を同定する。
課題3. 海馬―側坐核ネットワーク変容に伴ううつ様行動の評価。神経細胞を活性化させるhM3Dqあるいは抑制させるhM4Diを海馬に過剰発現させたマウスを作製する。これらマウスに外来タンパク質を刺激する薬剤(CNO)を投与し、海馬で薬剤誘導的に神経活動を活性化あるいは不活性化させる。その後、マウスのうつ様行動を評価する。
|
Research Products
(2 results)
-
[Journal Article] Genetic Demonstration of a Role for Stathmin in Adult Hippocampal Neurogenesis, Spinogenesis, and NMDA Receptor-Dependent Memory2016
Author(s)
Martel G, Uchida S, Hevi C, Chevere-Torres I, Fuentes I, Park YJ, Hafeez H, Yamagata H, Watanabe Y, Shumyatsky GP.
-
Journal Title
Journal of Neuroscience
Volume: 36
Pages: 1185-1202
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
-
