1D-道場-1
葉酸の欠乏により誘発されるうつ様行動と歯状回における神経細胞の成熟異常
西田 将治1，平城 陽介1，太田 圭祐1，竹中 裕子1，竹村 凌1，壺井 美里2，中村 吉孝2，荒木 良太1，矢部 武士1
1摂南大院・薬・複合薬物解析，2株式会社 明治・研究本部・食機能科学研究所
【背景・目的】葉酸はDNAのメチル化といった生体内のメチル基代謝を調節する役割を担うなど、生体機能の発達・維持において重要な栄養素である。これまでに疫学調査から、葉酸の欠乏がうつ病のリスクファクターとなることが示唆されており、葉酸が精神機能の発達・調節に関与するものと考えられる。本研究では発育期における葉酸の欠乏が精神機能に与える影響を明らかとするために、幼若期から葉酸欠乏飼料で飼育したマウスを用い、各種行動解析と生化学的・神経化学的解析を行った。
【方法】3週齢のddY系雄性マウスを1ケージあたり5匹で飼育し、葉酸欠乏飼料（葉酸含量7 μg/100 g）、あるいは通常飼料（200 μg/100 g）を食餌として与えた。9週齢時に自発運動量測定、ローターロッド試験、高架式十字迷路試験、強制水泳試験、社会性相互作用試験を行った。また生化学的・神経化学的解析としてドットブロット法によるDNAのメチル化解析と免疫組織化学染色による海馬神経新生の評価を行った。
【結果及び考察】通常飼料で飼育したマウスと比べて葉酸欠乏飼料で飼育したマウスでは、血中の葉酸濃度が顕著に減少しており、葉酸欠乏状態にあることが確認できた。こうした葉酸欠乏マウスでは、強制水泳試験において無動時間の増加が観察された。一方で、自発運動量測定、ローターロッド試験、高架式十字迷路試験、社会性相互作用試験においては、対照マウスと葉酸欠乏マウスで行動学的な違いは見られなかった。また、葉酸欠乏マウスでは、海馬、特に歯状回においてDNAのメチル化の減少が見られた。さらに、葉酸欠乏マウスの歯状回では、総新生細胞数及び未熟ニューロン数の増加と新生成熟ニューロン数の減少が観察された。以上の結果から、発育期における葉酸の欠乏より、歯状回におけるDNAのメチル化の減少と新生ニューロンの成熟異常が引き起こされることが明らかとなり、疫学調査で関連性が示唆される葉酸欠乏によるうつ症状のメカニズムの一部に、新生ニューロンの成熟異常が関与する可能性が考えられた。 | | 1D-道場-2
成体大脳皮質傷害脳における新生ニューロンの移動形態と足場の解析
松本 真実1，澤田 雅人1，金子 奈穂子1，熊本 奈都子2，鵜川 眞也2，大野 伸彦3，澤本 和延1,4
1名古屋市立大学大学院医学研究科再生医学分野，2名古屋市立大学大学院医学研究科機能組織学分野，3自然科学研究機構 生理学研究所分子生理研究分子神経生理研究部門，4自然科学研究機構 生理学研究所 神経発達・再生機構研究部門
成体脳の脳室下帯には神経幹細胞が存在し、持続的に新生ニューロンが産生されている。生理条件下において、産生された新生ニューロンは鎖状に連なってお互いを足場とし、血管に沿って嗅球へと移動する。一方、脳梗塞によって線条体に傷害が生じると、一部の新生ニューロンが血管に沿って傷害部位へと移動し、成熟することから、脳室下帯の内在性神経幹細胞による神経再生の可能性が示唆されている。一方で、運動や記憶など高次脳機能を司る大脳皮質が傷害を受けた際に、脳室下帯の新生ニューロンが傷害部位へと移動するのか、またそれらの新生ニューロンが大脳皮質の再生に寄与できるかは未だ不明である。そこで本研究では、傷害後の大脳皮質における新生ニューロンの挙動を明らかにすることを目的とした。光血栓性大脳皮質傷害モデル及び新生ニューロンのウイルス標識法を用いて、脳傷害部位周囲に観察される新生ニューロンの起源及び移動形態を解析した結果、新生ニューロンは脳室下帯由来であること、新生ニューロンの多くは鎖を形成することが明らかになった。また、傷害部位へと移動する新生ニューロンの足場として血管との関係を解析した結果、傷害を受けた大脳皮質の周囲では鎖を形成して移動する新生ニューロンの90%近くが血管に接していることが分かった。さらに、成体脳スライス培養を用いたタイムラプスイメージング法によって、鎖を形成する新生ニューロンが傷害部位へ向かって血管を足場にして移動する様子が観察された。連続ブロック表面走査型電子顕微鏡法を用いて、傷害部位へ移動する新生ニューロンの形態及び足場の三次元的微細構造を網羅的に把握することも可能になった。正常脳と傷害脳における新生ニューロンの移動形態及び足場構造の共通点や相違点を明らかにし、その分子メカニズムを解明することができれば、新たな神経再生誘導法の開発の手がかりとなることが期待される。 |
