2021 Fiscal Year Research-status Report
Analytical research on pathogenesis of undetectable synthetic cannabinoids
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18K19703
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
吉田 謙一 東京医科大学, 医学部, 兼任教授 (40166947)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花尻 瑠理 (木倉瑠理) 国立医薬品食品衛生研究所, 生薬部, 室長 (10224916)
川原 玄理 東京医科大学, 医学部, 准教授 (40743331)
林 由起子 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (50238135)
前田 秀将 東京医科大学, 医学部, 准教授 (60407963)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 薬物中毒 / 突然死 / 合成カンナビノイド / カフェイン / 行動薬理学 / ストレス / microRNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ラットに腹腔内に合成カンナビノイド（sCB）の一種AB-CHMICAを投与し代謝物変化を調べた結果、ヒト急死例における迅速な代謝と臓器移行の知見は確認できなかった。
ゼブラフィッシュ（Zf）用行動解析装置で同時・多数・経時的に、薬物投与後の行動を記録・解析し、死亡率を推定できる実験系を確立した。当初、この装置を利用して、sCBによる急死の機序を解明する予定であったが、法規制のため入手困難となった。そこで、 大麻（CB）成分の一つカンナビジオール（CBD）をZfに投与した後、光刺激のある“明期”、ない“暗期”を交互に反復した「ストレス負荷」の後、薬物を除去し、投与24時間の「離脱後」に同じ明暗刺激に暴露した。活動量は、投与後、濃度依存的に減少、離脱後、高濃度で活動量が増加した。明暗刺激が進むにつれ活動量が減少する「馴化」は、CBD低濃度で、投与後・離脱後に増加し、高濃度では馴化はせず、活動量が低下した。離脱後には、高濃度ほど馴化が低下し、高活動量状態を維持した
Zf用行動解析装置を用いてsCBによる急死の機序を解明する予定であったが、sCBを使えなくなったので、代替薬を探した。カフェインは、大量摂取すると突然死することがあるが、機序は不明である。そこで、Zfにカフェインを投与すると、容量依存性に徐脈と死を誘発したが、処置4時間後にカフェインを除去すれば、24時間後の生存率は改善された。Zfの致死性徐脈に対するカフェイン濃度は、死亡症例の血中濃度の2~5倍程度で、本実験系が、未知の物質の致死濃度の予測に有効であることが示された。
5回連続、各々15分の明暗刺激に幼魚を暴露し、水泳距離分析により、暗転時の行動増加と明転時の行動減少、各々における下向き、上向きのピークが、不安行動を反映している可能性を明らかにした。本実験系が、未知の物質の不安や学習行動の評価に有用であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初、研究対象とした合成カンナビノイドが、法規制により、入手できなくなり、代替薬を探し、新しく導入したゼブラフィッシュ行動解析装置について、行動薬理学解析の実験系を確立し、特に、ストレス負荷を反映する明暗反復刺激の条件検討に時間を要した。
代表研究者が、死因究明を行う行政機関で働くようになり、新しいシステムの導入、新型コロナウイルス感染症への対応で多忙を極めたため、仕事の進行が大幅に遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
血中microRNA (miRNA)は、21-25塩基長の1本鎖RNAであり、尿的mRNAに結合して不安定化し、蛋白翻訳を抑制する。その結果、発生、細胞増殖・分化、細胞死、代謝等、多様な生命現象を制御する。いっぽう、多様な疾患で増加あるいは減少すること、そして、（生体・死体）血中で安定性が高いことから、疾患マーカーとなりうることから注目されている。従来の研究により、心不全、心肥大、心筋梗塞に関連したmiRNAが多数知られている。また、私達のこれまでの研究で、Zfが高濃度カフェイン投与後に致死性徐脈から死亡することを見出している。
そこで、カフェインによるZfの急死に寄与するmiRNAを明らかにすることによって、急死に寄与する病態を明らかにすることとした。具体的には、24時間後、大部分のZfが死亡する濃度のカフェインに6時間暴露したZfと対照Zfを網羅的遺伝子解析Filgen GenChip miRNA Array（受託分析）する。その結果、有意に増加したmiRNAをいくつか選び、各miRNAがカフェイン暴露により増加していることをreal-time-PCRを用いて確認する。そして、実際に、増加していたmiRNAをバイオインフォマティクス手法を用いて解析し、カフェインによるZfの死に至る病態を解析する。
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| Causes of Carryover |
昨年度、新型コロナウイルス感染症対策に時間を費やした。また、microRNA解析に関する知識習得から実験計画を策定するのに、時間がかかってしまった。そのため、microRNA解析に要する費用、論文作成に要する費用等、そして、英文論文の校正費用、投稿費用を次年度に回す必要が生じた。
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