神経回路トレーシングと遺伝子発現解析によるクロザピンの治療メカニズムの解明

統合失調症に対するクロザピンの薬物治療メカニズムには現在も不明な点が多い。クロザピンが標的とする複数種類の受容体は、いずれも脳の広範な領域に発現し、各受容体の間で発現部位や細胞種、発現量が異なるため、受容体に対する薬物の親和性などの情報のみでは薬効に関わる細胞や神経回路レベルのメカニズムを理解することは困難である。本研究では、クロザピンにより神経活動が変化する細胞・神経回路を特定し、その細胞・神経回路の機能と、薬物による行動変化の関係を解明することを目的としており、今年度は以下の成果を得た。①クロザピン反応性細胞の軸索投射先の解析クロザピンにより活性化する内側前頭前皮質(mPFC)の細胞の神経回路構造を詳細かつ定量的に解析するため、全脳イメージング技術FASTで得た上記細胞の軸索投射画像を用いて、定量的解析方法の検証と溶媒投与群との比較を行った。その結果、クロザピンにより、視床背内側核(MD)と視床内側腹側核において、蛍光標識された軸索の平均輝度が高かった。また、クロザピン反応性のmPFC神経細胞の軸索投射パターンをより詳細に明らかにするため、MD等に逆行性トレーサーを注入し、クロザピンによるc-Fos陽性細胞数を投射先別に定量した結果、MDに投射するmPFCの細胞はc-Fosを発現する傾向にあった。②統合失調症モデルマウスの作製クロザピンにより活性化するmPFCの細胞の軸索投射先を特定した後、統合失調症様の行動や組織学的異常を示すモデルマウスを用いて、上記神経回路を選択的に活性化した際の治療効果を検証する。そこで、新生仔期の野生型マウスにNMDA型グルタミン酸受容体拮抗薬MK-801を慢性投与し、統合失調症の病態仮説を反映した疾患モデルマウスを作製した。その結果、作製したマウスは、行動試験における認知機能障害と、mPFCパルブアルブミン発現細胞の密度低下を示した。

統合失調症に対するクロザピンの薬物治療メカニズムには現在も不明な点が多い。クロザピンが標的とする複数種類の受容体は、いずれも脳の広範な領域に発現し、各受容体の間で発現部位や細胞種、発現量が異なるため、受容体に対する薬物の親和性などの情報のみでは薬効に関わる細胞や神経回路レベルのメカニズムを理解することは困難である。本研究では、クロザピンにより神経活動が変化する細胞・神経回路を特定し、その細胞・神経回路の機能と、薬物による行動変化の関係を解明することを目的としており、今年度は以下の成果を得た。①クロザピン反応性細胞の軸索投射先の解析クロザピンにより活性化する内側前頭前皮質(mPFC)の細胞の神経回路構造を詳細かつ定量的に解析するため、全脳イメージング技術FASTで得た上記細胞の軸索投射画像を用いて、定量的解析方法の検証と溶媒投与群との比較を行った。その結果、クロザピンにより、視床背内側核(MD)と視床内側腹側核において、蛍光標識された軸索の平均輝度が高かった。また、クロザピン反応性のmPFC神経細胞の軸索投射パターンをより詳細に明らかにするため、MD等に逆行性トレーサーを注入し、クロザピンによるc-Fos陽性細胞数を投射先別に定量した結果、MDに投射するmPFCの細胞はc-Fosを発現する傾向にあった。②統合失調症モデルマウスの作製クロザピンにより活性化するmPFCの細胞の軸索投射先を特定した後、統合失調症様の行動や組織学的異常を示すモデルマウスを用いて、上記神経回路を選択的に活性化した際の治療効果を検証する。そこで、新生仔期の野生型マウスにNMDA型グルタミン酸受容体拮抗薬MK-801を慢性投与し、統合失調症の病態仮説を反映した疾患モデルマウスを作製した。その結果、作製したマウスは、行動試験における認知機能障害と、mPFCパルブアルブミン発現細胞の密度低下を示した。