双極性障害における細胞内カルシウム恒常性異常と時計遺伝子の関連解析

双相情感障碍细胞内钙稳态异常与时钟基因的关系分析

• 批准号: 22K07613
• 负责人: 上村 拓治
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07613/
• 关键词: 双極性障害; 時計遺伝子; CLOCK; BMAL1; GSK3β; リチウム; カルシウムチャネル; 細胞内ストレスシグナル

双極性障害患者では、細胞内ストレスシグナル伝達を担うカルシウムの恒常性異常を認め、『カルシウムチャネルの機能障害』が示唆されているが、双極性障害における躁、うつといった病相の周期的変化や日内変動といった特徴的な病態（『長期周期性を伴う概日リズム異常』）との関連性はまだ十分に解明されていない。本研究は、①細胞内カルシウムの恒常性異常、②気分安定薬であるリチウムの作用機序（GSK3β阻害作用）、③周期性の長期化を伴う時計遺伝子の発現変動、これらを融合させた分子遺伝学・薬理学的機能解析を行うことによって、双極性障害の発症機序を解明することを目的としている。本年度は、リチウムと機能的関連のある時計遺伝子の同定およびリチウム投与時の発現変動を確認し、以下の研究結果を得ることができた。１）リチウムと機能的関連のある時計遺伝子の同定：YKG-1細胞を用いて、概日リズムを担う時計遺伝子であるCLOCK、BMAL1の発現をqRT-PCRで確認した。その後、1mM LiCl長期投与（7日間）時のこれらの遺伝子の発現変動を評価した。1mM LiClの長期投与により、CLOCKおよびBMAL1ともにRNAレベルでの発現が上昇していた。発現の上昇率は、CLOCKよりもBMAL1の方が大きかった。２）リチウムはGSK3β阻害作用を有している。GSK3βとCLOCKおよびBMAL1の関連を確認するために、RNAiベクターによってGSK3βの発現が安定にノックダウンしているYKG-1細胞株を用いて、CLOCKおよびBMAL1の発現を確認した。BMAL1の発現は上昇していたが、当初の予期と反して、CLOCKの発現量は減少していた。

在双相情感障碍患者中，观察到负责细胞内应激信号传递的钙稳态异常，表明“钙通道功能障碍”。与昼夜波动等特征性病理状况的关系（“昼夜节律”）具有长期周期性的异常'）尚未完全阐明。这项研究的重点是（1）细胞内钙稳态异常，（2）情绪稳定剂锂的作用机制（GSK3β抑制作用），以及（3）与延长周期性相关的时钟基因表达的变化。通过进行遗传和药理学功能分析来阐明双相情感障碍的发病机制。今年，我们鉴定了与锂功能相关的时钟基因，并证实了它们在锂给药后的表达变化，并获得了以下研究结果。 1）鉴定与锂功能相关的时钟基因：使用YKG-1细胞，我们通过qRT-PCR确认了负责昼夜节律的时钟基因CLOCK和BMAL1的表达。此后，评估长期施用（7天）1mM LiCl后这些基因的表达变化。长期施用 1mM LiCl 会增加 RNA 水平上的 CLOCK 和 BMAL1 表达。 BMAL1 的表达增加率高于 CLOCK。 2) 锂具有GSK3β抑制作用。为了确认 GSK3β、CLOCK 和 BMAL1 之间的关系，我们使用 YKG-1 细胞系（其中 GSK3β 表达被 RNAi 载体稳定敲低）确认了 CLOCK 和 BMAL1 的表达。 BMAL1 表达增加，但与最初预期相反，CLOCK 表达减少。