2022 Fiscal Year Annual Research Report
背側縫線核セロトニン神経の網羅的遺伝子解析によるうつ病の分子メカニズム解明
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21J21091
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
安藤 千紘 京都大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | うつ病 / セロトニン神経 / 網羅的遺伝子発現変動解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は前年度までに、うつ病態形成や抗うつ効果に重要な役割を果たすことが示唆される背側縫線核(DRN)のセロトニン神経における抗うつ薬投与時、慢性社会的敗北ストレス(CSDS)時の遺伝子発現変動をTRAPの技術を用いて神経特異的に解析した。その結果、セロトニン神経で高発現し、抗うつ薬投与により有意に発現減少・CSDSにより有意に発現増加したS100a10という遺伝子に着目し、セロトニン神経特異的なこの遺伝子のノックダウン、さらにこの遺伝子の下流分子として報告されているセロトニン1B受容体のノックダウンにより抗うつ薬様効果が見られることを見出した。そこで本年度はまず、DRNセロトニン神経特異的にS100a10をノックダウンした際のDRNにおける1B受容体量を免疫染色により評価した。その結果、ノックダウン群においては1B受容体量が有意に低下していたことから、S100a10の減少により膜上から細胞内に移行した1B受容体が不要と判断され分解されている可能性が示唆された。
次に、S100a10の発現変化を制御する上流メカニズム検討のため、Ingenuity Pathway Analysis (IPA)を用いた上流経路探索を行った。その結果、S100a10を下流に含み、抗うつ薬投与群で活性化・CSDS感受性群で不活性化する上流転写因子経路Xが見出された。免疫染色より、抗うつ薬投与2週間ごろから始まるS100a10の減少に先んじて、7日時点でこの転写因子のリン酸化体が有意に増加していることが明らかとなった。また、この転写因子のリン酸化部位に変異を入れた不活性化体をDRNセロトニン神経に過剰発現させたところ、尾懸垂試験において無動時間が有意に増加したことから、この転写因子は活性化によりS100a10の発現を減少させる方向に働き、うつ様症状の制御に関わっている可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の第一・第二目的としていた、
・抗うつ薬長期投与マウスまたはうつ病モデルマウスにおける背側縫線核セロトニン神経特異的な遺伝子発現変動を網羅的に解析する
・候補遺伝子について抗うつ薬投与・う つ病モデル時の発現変動を模倣した際の行動への影響を調べ、行動変化が観察された標的遺伝子について上流経路の解明や下流のシグナル伝達経路の検討を行う
の2点については、S100a10という候補遺伝子を見出し、その下流・上流についての検討も進めており、順調に進行している。一方第三目的である、
・光遺伝学の手法を用いて、多数の投射先を持つセロトニン神経の中で抗うつ作用のみに関与する神経回路を明らかにしたのち、その回路特異的なTRAPを行い、抗うつ効果に関わる回路のみに作用する標的遺伝子を同定し同様の検討を行う
については未だ検討できていないため、次年度以降に検討していきたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策として、まずは現在行っている上流機構についての検討をさらに進める。具体的には、現在上流分子と予測している転写因子の発現が、S100a10の発現変化よりも前に、かつ一過性に増加していたことから、この転写因子によるS100a10の発現制御にはヒストン修飾など何らかのエピジェネティックな機構が存在するのではないかと仮説を立て、Cut&Tag法などを用いてこの制御機構を明らかにする予定である。また、当初の目的の一つである回路特異的な検討についても順次進めていく予定である。
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