Neurological and psychiatric research using adenosine sensor cells

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K07110
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Morita Mitsuhiro 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (50297602)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: アデノシン / ドーパミン / 双極性障害 / 水チャネル / アストロサイト

Outline of Final Research Achievements

We examined the relationship between the water channel AQP4-dependent astrocyte adenosine release found in previous studies and the modulation of dopamine neurotransmission following cocaine administration. We found that the acute-phase arousal effects of cocaine and depressive-like behavior as a withdrawal symptom were abolished in AQP4-deficient mice. In addition, measurements of adenosine or dopamine release in striatal slices revealed that cocaine withdrawal causes a upregulation of AQP4-dependent adenosine increase and a concomitant decrease in dopamine release. These results are the first to demonstrate that modulation of AQP4-dependent adenosine release underlies psychiatric disorders.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アストロサイトが水 チャンネルAQP4を発現することは広く知られているが、その役割については不明な点が多く残されていた。 本研究によりAQP4が神経修飾因子アデノシンを放出する機序の一部であり、これが変化することにより、ドーパミン神経伝達の変調と精神疾患が引き起こされることが初めて明らかとなった。これは脳における水の循環と神経細胞による情報処理という、一見無関係に見える現象が相互作用することを示しており、脳における機能調節と病態について全く新しい視点をもたらしたと言える。