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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K16655/
• 关键词: 統合失調症; D-セリン; 神経薬理学; AMPA型グルタミン酸受容体; グルタミン酸伝達; 脳

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。

为了阐明钙渗透性 AMPA (CaP-AMPA) 受体与 D-丝氨酸相互作用的分子和细胞机制，我们重点研究了这种相互作用受到神经元和神经胶质细胞活性的影响 - 丝氨酸的定位。被分析了。条件性敲除小鼠谷氨酸脱羧酶（GAD67），一种在 GABA 神经元中特异性表达的 GABA 合酶，为了了解 CaP-AMPA 受体与控制细胞外 D-丝氨酸 RNA 浓度的 GABA 中间神经元之间的关系。采用 RT-PCR 检测患者大脑中 GAD67 和 D-丝氨酸合酶丝氨酸消旋酶 (SRR) 的 mRNA 表达水平。结果证实，GAD67的mRNA表达水平降低，并且SRR的mRNA表达水平升高。为了验证抗D-丝氨酸抗体的特异性，我们使用特异性识别D-丝氨酸和戊二醛缀合物的抗体建立了冷冻组织切片的免疫染色方法。使用抗D-丝氨酸抗体对从用含有戊二醛(0.25%)的多聚甲醛(4%)灌注固定的SRRKO小鼠的大脑制备的脑切片中进行组织中的D-丝氨酸的免疫染色。在野生型小鼠的大脑皮层、海马等处观察到D-丝氨酸样免疫反应，这与HPLC定量组织D-丝氨酸浓度的结果一致。 SRRKO小鼠中，D-丝氨酸样免疫反应有降低的趋势，但由于动物数量少，脑切片状况不佳，今年，SRRKO小鼠从冷冻受精卵中个体化，灌注固定去了。此外，关于 D-丝氨酸的定位、代谢和功能、其与精神病病理学的参与以及从本研究中获得的治疗效果的一些基本发现发表在题为《NeuroPsychopharmacotherapy》的电子书中。在两篇论文中。

项目成果

D-Serine in the Treatment of Psychosis

D-丝氨酸治疗精神病

• DOI: 10.1007/978-3-319-56015-1_391-1
• 发表时间: 2021
• 期刊: NeuroPsychopharmacotherapy
• 作者: Toru Nishikawa;Asami Umino;Masakazu Umino
• 通讯作者: Masakazu Umino

D-Serine: Basic Aspects with a Focus on Psychosis

D-丝氨酸：以精神病为重点的基本方面

• DOI: 10.1007/978-3-319-56015-1_470-1
• 发表时间: 2021
• 期刊: NeuroPsychopharmacotherapy
• 作者: Toru Nishikawa;Asami Umino;Masakazu Umino
• 通讯作者: Masakazu Umino