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

阐明D-丝氨酸-AMPA受体相互作用的分子机制及其在精神分裂症治疗开发中的应用

基本信息

批准号：
20K16655
负责人：
海野真一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Showa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

The molecular cellular interaction of CaP-AMPA receptor and D-AMPA receptor is analyzed in detail. GABA synthase, glutamate decarboxylase (GAD67), and mRNA expression of GAD67 and D-serine synthase (SRR) were modulated by RT-PCR. As a result, mRNA expression of GAD67 decreased, while mRNA expression of SRR increased. The specificity of anti-D-protein antibodies was demonstrated by immunostaining of frozen tissue sections. D-protein immunostaining was carried out in tissue sections, anti-D-protein antibodies, and D-protein immunostaining. The results of quantitative analysis of D-protein concentrations in tissues of wild-type mice, such as cortex and hippocampus, were contradictory. SRRKO has a tendency to decrease immune response, decrease the number of animals, improve the status of slices, freeze fertilized eggs, individualize, and perfuse fixation. This study includes two articles on the topic of Neuropsychopaedics, including basic findings on metabolism and function, pathological findings and therapeutic effects of psychiatry.