| 神経疾患 |
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| P2-25
精神刺激薬反復投与マウスのエンカウンター刺激による多動
田中 辰典1，吾郷 由希夫1，井本 絵実奈1，田熊 一敞1,2，松田 敏夫1,3
大阪大学大学院薬学研究科薬物治療学分野1，大阪大学大学院歯学研究科薬理学教室2，大阪大院・金沢大学・浜松医科大学・千葉大学・福井大学連合小児発達学研究科3
We have recently shown that encounter with an intruder induces hyperactivity in isolation-reared mice and this is associated with a transient activation of prefrontal dopaminergic and serotonergic systems（Neuropsychopharmacology 2013；Int J Neuropsychopharmacol 2014）. The study suggests that social encounter may be useful to investigate the pathological mechanisms in other psychiatric disorder models. In this study, we examined the effects of social encounter on the locomotor activity in the psychostimulants methamphetamine（METH）and cocaine in mice. Mice were administration with METH（1 mg/kg）or cocaine（15 mg/kg）once daily for 7 days. The encounter response was determined as previously reported. A cage was divided into two compartments by a mesh partition to prevent direct physical interactions. A resident mouse was placed into the large compartment, and 3 h later an intruder mouse was introduced into the unoccupied small compartment. METH or cocaine increased the locomotor activity and this effect was enhanced by repeated treatment of these drugs（behavioral sensitization）. Encounter with an intruder caused a marked increase in the locomotor activity 24 h after the last injection of repeated treatment of METH or cocaine, while it did not affect the activity 24 h after a single treatment of METH or cocaine. Social encounter-induced hyperactivity was observed at least a week after the withdrawal in mice treated repeatedly with METH or cocaine. These findings suggest that social encounter acts as a psychotic stress and the encounter-induced hyperlocomotion is a novel abnormal behavior in repeated METH or cocaine-treated mice. Further studies on the encounter response may contribute to clarification of the mechanism underlying the drug dependence of METH and cocaine. |
| P2-26
ミクログリアによるグルタミン酸のグルタミンへの代謝
中嶋 一行1，金松 知幸2，越本 茉亜紗1，高坂 新一3
創価大学・工・生命情報1，創価大学・工・環境共生2，独立行政法人国立精神医療研究センター3
As previously reported, activated microglia in the axotomized rat facial nucleus（axoFN）highly express a glutamate transporter（GLT-1）, and newborn rat brain-derived primary microglia（NRB-microglia）exhibit the ability to uptake 14C-glutamate（Glu）through GLT-1. These results raised a question about the fate of Glu incorporated into microglia. Thus, in this study we investigated the possibility that activated microglia change Glu into glutamine（Gln）. Biochemical analysis revealed that NRB-microglia have Gln synthetase（GS）activity and the activity is significantly inhibited by a GS inhibitor, L-methionine sulfoximine. Immunoblotting and immunocytochemical study revealed that NRB-microglia express GS protein. These results suggested that NRB-microglia metabolize Glu to Gln. Nuclear magnetic resonance（NMR）analysis clarified that NRB-microglia as well as astrocytes metabolize[13C]Glu to[13C]Gln. Furthermore, axoFN-derived microglia non-invasively prepared on poly（N-isopropylacrylamide）-grafted dishes were verified to uptake 14C-Glu mainly by GLT-1, and also to express GS protein. Immunohistochemical study revealed that some activated microglia surrounding injured motoneuron cell bodies in axoFN express GS proteins. Taken together, these results demonstrate that NRB-microglia metabolize Glu to Gln via GS activity. This strongly suggests that GLT-1/GS-expressing activated microglia satelliting around lesioned motoneurons in axoFN serve as Glu scavengers that convert Glu to Gln. |
| P2-27
神経変性疾患発症に関与する炎症の慢性化機構
村上 智彦，高畑 佳史，波多 賢二，西村 理行
大阪大学大学院歯学研究科生化学教室
炎症は感染、環境、代謝などの多様なストレスに対する生体防御反応であると考えられている。一方、様々な疾患（神経変性疾患、肥満、糖尿病、動脈硬化、骨軟骨疾患、がんなど）においてマクロファージやミクログリアなどの炎症細胞の浸潤と慢性的な炎症が観察され、その慢性炎症が組織変性と疾患重症化の重大な要因となることが指摘されている。本来は防御反応である炎症が、なぜ慢性化によって生体に悪影響を引き起こすのかはわかっていない。ここ数年、慢性炎症を伴う各種疾患発症に、インフラマソームと呼ばれるタンパク質複合体が関与することがわかってきた。インフラマソームはNOD-like receptor（NLR）、adaptor protein（ASC）、Caspase-1が複合体を構築することにより形成され、Caspase-1を活性化させる土台（プラットフォーム）として働く。活性化したCaspase-1は、炎症性サイトカインIL-1β、IL-18を産生すると共に、細胞死（pyroptosis）を誘導することが知られている。アルツハイマー病では、アミロイドβの沈着が疾患発症に重要であるが、興味深いことに、アミロイドβはNLRP3（NOD-like receptor family、pyrin domain containing 3）インフラマソームを活性化させ、病態の重篤化の要因になっていることが報告された。しかしながら、アミロイドβがNLRP3インフラマソームを活性化させるメカニズム、あるいはNLRP3インフラマソーム自体の活性化メカニズムは未だ不明である。本大会では、インフラマソームに着目し、その活性化機構について発表する。 |
| P2-28
新たなAD/HD動物モデルである無アルブミンラット（NAR）の前頭前野内5-HTP濃度についての検討
袴田 康佑，山本 隆宣
帝塚山大学大学院心理科学研究科神経生理学領域
【目的】注意欠陥/多動性障害（Attention Deficit/Hyperactivity Disorder：AD/HD）症状の原因となる確固たるメカニズムは未だ明らかにされていないが、多様な仮説の中に前頭前野の機能異常や、DA、NAおよび5-HT作動系の異常などが報告されている。我々がAD/HD動物モデルとして見い出した無アルブミンラット（NAR）は、Wild-typeであるSprague Dawley rat（SD）と比較して、多動性、衝動性、注意欠陥の行動異常を有し、さらに、前頭前野内のDA、NA、5-HTの低濃度などの特徴を確認し、AD/HDモデルとして非常に有用的であることを提唱してきた。しかしながら、NARの前頭前野内5-HT低濃度は確認されているが、Trp濃度は正常濃度であり、5-HTの低濃度がどの合成段階から生じているのかは不明である。そこで本研究では、AD/HD動物モデルであるNARの前頭前野内5-HT系の濃度異常がどの合成段階から生じているのかを明らかにするために、前頭前野内5-HTP濃度を測定した。
【方法】実験動物には、7週齢の無アルブミンラット（Nagase Analbuminemic Rat：NAR）雄4匹とそのWild-typeであるSprague Dawley rat（SD）雄4匹を用いた。ラットの前頭前野を摘出し、HPLCにて、両群の5-HTP濃度を測定し比較した。
【結果】NAR群はSD群と比較して、前頭前野内の5-HTP濃度が有意に低かった（p＜0.05）。
【考察】本研究でNARはSDと比較して前頭前野内の5-HTP濃度が低く、NARの5-HT系異常が5-HTPの合成段階で生じていることが分かった。NARの前頭前野内5-HTP濃度が低い原因として、Tryptophan hydroxylase 2（TPH2）の低活性の可能性が考えられる。また、NARの5-HT低濃度の原因としては、TPH2低活性に依存した影響も考えられるが、Aromatic L-amino acid decarboxylase（AADC）の低活性の可能性もあり、TPH2とAADCの二段階の低活性により生じている可能性も考えられる。 |
| P2-29
Choreinはα-tubulin、HDAC6と結合し、飢餓誘発性細胞死を抑制する
佐々木 なつき，中村 雅之，塩川 奈理，兒玉 晃子，佐野 輝
鹿児島大学大学院医歯学総合研究科精神機能病学
有棘赤血球舞踏病（chorea-acanthocytosis；ChAc）はHuntington病類似の精神神経症状と有棘赤血球症を呈し、常染色体劣性遺伝形式をとるとされる稀な神経変性疾患である。病因はVPS13A遺伝子で、遺伝子産物はchoreinとされており、choreinの欠損がChAcを引き起こすと言われているが、choreinの機能の詳細は未だ明らかとなっていない。近年、Parkinson病やHuntington病などの神経変性疾患において、原因となる異常な蛋白質の蓄積はオートファジーを誘導して発症が抑えられ、また、その機構には微小管の働きやα-tubulinの脱アセチル化を起こすHDAC6の関与があるとされている。HEK293細胞にて飢餓誘発性オートファジーを誘導したところ、全長VPS13A-cDNAを過剰発現させたchorein安定発現細胞ではmock細胞に比べて有意に生存率が保たれていることから、choreinは飢餓状態で誘発される細胞死に対して抑制的に働くことが示唆された。ウエスタンブロット法ではchorein安定発現細胞においてacetylated α-tubulinの免疫反応が低く、免疫沈降法によって、choreinはα-tubulin及びHDAC6と共沈しており、HDAC6を介したα-tubulinの脱アセチル化の亢進が示唆された。今回の研究結果から、choreinはα-tubulinやHDAC6と相互作用することによって、オートファジーを介した細胞内小器官のクリアランスに関与しており、ChAcの分子病態のひとつはこれらの機構の破綻である可能性が示唆された。 |
| P2-30
脱髄性疾患モデルマウスにおける活性化型ミクログリア依存性シグナルの解析
清水 健史1,2，Ron Smits3，池中 一裕1,2
生理学研究所・分子神経生理1，総合研究大学院大学・生命科学2，Departments of Gastroenterology and Hepatology, Erasmus MC University Medical Center, The Netherlands3
Oligodendrocytes are glial cells that myelinate neuronal axons in the central nervous system. Neural network is disrupted when demyelinating diseases occur, such as multiple sclerosis. In the Experimental Autoimmune Encephalomyelitis（EAE）demyelinating mouse model, we found that expression of non-canonical Wnt signaling components was significantly increased in the spinal cord of demyelinating EAE mice. Microglia, a kind of glial cells in the central nervous system, respond to EAE-induced inflammation and produce various cytokines, such as Interleukin-1beta, TNF-alpha or Interferon. Since the increased expression of non-canonical Wnt signaling components in the spinal neurons was observed beside the microglia, we postulate that the activated microglia affect surrounding spinal neurons. Cytotoxic M1 microglia was actually increased in the EAE-applied spinal ventral horn. Application of recombinant cytokine to cultured spinal neurons or co-culture of microglia with them up-regulated non-canonical Wnt signaling pathway. While neuronal cell death was observed in the spinal cord of demyelinating EAE mice, activated microglia induced neuronal cell death via c-Jun N-terminal kinase（JNK）pathway. These results suggest that neuro-glial interaction has a role in demyelinating pathogenesis. |
| P2-31
2型糖尿病モデルGKラット海馬におけるⅠ型インターフェロン・シグナルの亢進とミクログリアの減少
川越 佑太，畠山 明宗，宇野 健史，澤野 恵梨香，田代 朋子
青山学院大学大学院理工学研究科理工学専攻
In the rodent model of type 1 diabetes, loss of synapses and decreased neurogenesis are observed in the hippocampus leading to impairment of long-term spatial memory. Influence of type 2 diabetes（T2D）on the brain, in contrast, is not fully elucidated. The Goto-Kakizaki（GK）rat, established by selective inbreeding of Wistar rats based on impaired glucose tolerance, is a non-obese model of spontaneous T2D exhibiting moderate hyperglycemia from 3 weeks of age（3w）. To gain a comprehensive view of abnormalities in the GK rat brain, we compared global gene expression profiles in the hippocampus and the cerebellum of GK and Wistar rats at 10w when GK rats show significant deficits in learning and memory. Genes with more than two-fold differences in expression in both the hippocampus and the cerebellum of GK rats compared with Wistar rats were extracted. Among the 54 up-regulated and 44 down-regulated genes, following 4 characteristic groups were found whose expression changes were further validated by real-time PCR. （1）Up-regulation of 12 genes reported to be up-regulated in insulin-responsive peripheral tissues of GK rats（liver, muscle, adipocytes）indicating that the CNS was similarly affected. （2）Up-regulation of 13 genes induced by type I interferon（IFN）or involved in regulation of IFN signaling, of which 9 were confirmed by PCR. （3）Down-regulation of 2 neuronal activity-induced genes. （4）Down-regulation of 2 microglia-specific genes. Further analysis of these genes at 3, 5, and 20w revealed that the up-regulation of IFN-induced genes occurred mostly at 10 and 20w. Down-regulation of microglia-specific genes was an earlier event, and was confirmed immunohistochemically by a reduction in Iba-1-positive microglia in the hippocampus of GK rats. |
| P2-32
ドーパミントランスポーター欠損マウスのADHD様行動における発達段階特異的な薬剤応答性
久保 有美子1,2，笠原 好之1,2，有銘 預世布2,3，曽良 一郎2,4，富田 博秋1,2
東北大学災害科学国際研究所災害精神医学分野1，東北大学大学院医学系研究科精神・神経生物学分野2，獨協医科大学医学部精神生物学講座3，神戸大学大学院医学研究科精神医学分野4
【背景】注意欠如・多動症（Attention deficit hyperactivity disorder；ADHD）は、多動性、衝動性、不注意を中核症状とした疾患である。主に小児期に発症するが、その約半数が成人期にまで症状が継続するなどの報告もあり、小児特有の疾患ではなく生涯を通じたケアが必要であるという認識が定着しつつある。脳の構造や機能は発達に応じて変化しうるものであり、小児期から成人後までライフスパンを長期に渡るADHDは、この脳発達の影響を受けて各年齢段階の症状や治療薬応答性が変化している可能性が推測されるが、十分な理解には至っていない。ドーパミントランスポーター（DAT）欠損（KO）マウスは顕著な多動を示し、ADHD動物モデルの1つとして考えられているが、本マウスの薬剤応答性について発達軸の観点から解析した報告はほとんどない。
【方法】我々は、野生型とDAT KOマウスの若齢期（4週齢）および成体期（12-20週齢）について、新奇環境下における移所運動量に対するメチルフェニデート（非選択的モノアミントランスポーター阻害剤；3.0、10、30、60 mg/kg、i.p.）、ニソキセチン（選択的ノルエピネフリントランスポーター阻害剤；10、30、60 mg/kg、i.p.）、メタンフェタミン（非選択的モノアミン放出剤；2.0mg/kg、i.p.）による影響を検討した。
【結果】メチルフェニデートとメタンフェタミンはどちらも成体DAT KOマウスの多動を有意に抑制した。これに対し、若齢DAT KOマウスの多動性についてメチルフェニデートは抑制効果を示さなかった一方で、メタンフェタミンは有意に抑制した。ニソキセチンは、発達段階によらずDAT KOマウスの多動を有意に抑制した。メチルフェニデートとメタンフェタミンの野生型マウスへの影響は、発達段階によらず運動量亢進作用を示した。
【考察】以上の結果から、上記三剤は、DAT KOマウスの多動抑制において異なる薬理効果を有していることが示され、DAT KOマウスは、発達段階によって治療薬への応答性が異なることが明らかとなった。また、DAT KOマウスには、メチルフェニデート感受性に関わる発達段階特異的な神経基盤が存在することが示唆された。 | |
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