Elucidation of the molecular mechanism of D-serine - AMPA receptor interaction and its application to the development of a treatment for schizophrenia

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カルシウム透過型AMPA（CaP-AMPA）受容体―D-セリン相互作用の分子細胞メカニズムを明らかにする目的で、本相互作用がニューロンとグリアの双方の活動性から影響を受けることに注目し、D-セリンの局在を解析した。CaP-AMPA受容体とともに、D-セリンの細胞外濃度を制御するGABA介在ニューロンとの関係を知るため、GABAニューロンに特異的に発現するGABA合成酵素の、glutamate decarboxylase（GAD67）のコンディショナルノックアウトマウスの脳からRNAを抽出し、RT-PCR法にてGAD67及びD-セリン合成酵素のserine racemase（SRR）のmRNA発現量を調べた。その結果GAD67のmRNA発現量が減少することが確認され、SRRのmRNA発現量は上昇した。抗D-セリン抗体の特異性の検証を行うためにD-セリンとグルタルアルデヒド結合体を特異的に認識する抗体を用いて組織凍結切片の免疫染色法を確立した。グルタルアルデヒド(0.25%)を含むパラフォルムアルデヒド（4％）を用いて灌流固定したSRRKOマウスの脳より作製した脳切片で、抗D-セリン抗体を使って、組織中D-セリンの免疫染色を行った。野生型マウスの大脳皮質、海馬等でD-セリン様免疫反応が認められ、HPLCによる組織中D-セリン濃度の定量結果と矛盾しなかった。SRRKOマウスにおいては、D-セリン様免疫反応の低下傾向が見られたが、動物数が少なく、脳切片の状態が良くないため、本年度に、SRRKOマウスを凍結受精卵から個体化し、灌流固定を行った。また、本研究から得られた、D-セリンの局在・代謝・機能に関する基礎的な所見、精神病の病態への関与および治療効果に関する所見の一部は、NeuroPsychopharmacotherapyと題する電子書籍に掲載された2つの論文において議論した。