食品成分による依存症抑制作用メカニズムの検討
杏林大学医学部 病態生理学教室
なかやま中山たかひろ高宏助教

食品成分による依存症抑制作用メカニズムの検討

杏林大学医学部病態生理学教室

助教

中山高宏

【要旨】
我が国において多くの罹患者を抱える依存症は、中脳報酬系のドーパミン神経亢進によって引き起こされ、その機能阻害により症状が緩和されることが知られている。我々はこれまでに、神経モノアミン伝達に関わる syntaxin 1A（stx1A ）遺伝子の発現量低下が、中脳ドーパミン分泌抑制を引き起こすと共に、その発現はヒストンアセチル化酵素により神経特異的に促進性の発現制御がなされていることを発見してきた。そこで本研究では、脳における stx1A の高発現を決定している HAT 阻害剤に着目し、脳内 stx1A 発現抑制によるドーパミン分泌低下と依存症状の改善効果の関連を検証することを目的とした研究を行った。その結果、HAT 阻害剤をマウスに投与したところ、ニコチン嗜好性が有意に減少すると共に、脳内 stx1A 発現量及びドーパミン分泌量が低下する現象を発見した。これらの結果は、HAT 阻害剤による脳内 stx1A 発現量の低下が、中脳ドーパミン分泌量の低下と共に依存症状からの回復をもたらしていることを示しており、依存症に対する新たな治療法確立への道が拓かれる可能性が示唆された。

１、調査研究目的
我が国において多くの罹患者を抱える、アルコール・ニコチン・ギャンブル・薬物等による依存症は、中脳辺縁ドーパミン神経の報酬系亢進によって引き起こされ、ドーパミン機能の阻害により症状が緩和されることが知られている 1）。これら依存症の薬物療法として現在までに認可されている治療薬は病原部位である報酬系を標的としておらず、必ずしも十分な治療効果が得られていないことからも、報酬系への直接的な作用機序を有する代替療法の開発が望まれている現状にある。我々はこれまでに、神経モノアミン伝達に関わる syntaxin1A（stx1A ）遺伝子の発現量低下が、中脳辺縁系におけるドーパミン分泌抑制を引き起こす 2）と共に、その発現は神経細胞におけるヒストンアセチル化酵素 HAT による促進によって神経細胞・組織特異的に発現制御されていることを発見してきた 3, 4)。本計画では、中脳神経細胞においてstx1A 遺伝子の発現誘導を決定している HAT の阻害剤に着目し、マウス生体内投与により脳内 stx1A 発現量を抑制可能であることを明らかにし、ドーパミン分泌阻害による各種依存症状に対する抑制効果を検証することを目的とした研究を行った。

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2、調査研究方法(2-1) 依存症に対する HAT 阻害剤の効果の検証
HAT 阻害剤の生物学的利用能と BBB 透過性を向上させた配糖体を合成した。8-12 週齢の野生型マウスをコントロール群と薬剤投与群の２群に分け、KAT 阻害剤の腹腔内投与を行い、ニコチン依存に対する効果を検証した。1㎎ /kg ニコチンによる場所嗜好性（CPP）試験を行い、ニコチン嗜好性に及ぼす効果を算出した。
(2-2) HAT 阻害剤による脳内 stx1A 機能の抑制効果の検証
行動解析試験が終了した後、神経細胞内の stx1A 発現量と脳内ドーパミン分泌機能が低下するか否かの検証を行った。行動解析終了後、素早く脳を摘出し、脳における stx1A 発現量の低下と ECD 液体クロマトグラフィ解析による脳内ドーパミン濃度と分泌後代謝物 HVA との比率を求めることによるドーパミン分泌機能の変化を検証した 5 )。

3、調査研究結果および考察
先ず野生型マウスに対して配糖化 HAT 阻害剤を投与し、ニコチンに対する場所嗜好性（CPP）試験を行った。その結果、配糖化 HAT 阻害剤の投与によりニコチン接種を受けた場所嗜好性が優位に低下することを見い出した（Figure 1）。この CPP 試験に引き続き、安楽死させたマウスより脳を摘出しイムノブロット解析をおこなったところ、ニコチン嗜好性の低下が認められた配糖化 HAT 阻害剤の投与によって脳内における stx1A タンパク質発現量が低下していることを見い出した（Figure 2）。更に stx1A の神経機能である中脳ドーパミン分泌機能の変化を調べるた
めに ECD-HPLC 解析を行ったところ、ドーパミンターンオーバーが顕著に低下していることが明らかになった（Figure 3）。これらの結果は、配糖化 HAT 阻害剤の投与による脳内 stx1A 発現量の低下によって、その神経機能である伝達物質の開口放出機能が抑制され、ニコチンに対する場所嗜好性の低下がもたらされたことが示唆された。

4、まとめ我々によるこれらの結果は、中脳ドーパミン小胞分泌機能において中心的な働きを担っている

stx1A 遺伝子が、ニコチンによる依存症の発症において重要な役割を果たしていることを示唆しており、HAT 阻害剤による中脳 STX1A 発現抑制を介したドーパミン分泌量の低下が、ニコチン依存症状の緩和に効果的であることを示している。今後の展開として、発症機序を同じくする各種依存症における効果を更に検証してゆく予定である。

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5、謝辞
本研究を遂行するにあたり、研究助成を賜りました⼀般⽤医薬品セルフメディケーション振興財団ならびに関係者の皆様に心より御礼を申し上げます。

6、調査研究発表
1.

Takahiro Nakayama, Toshiyuki Fukutomi, Yasuo Terao and Kimio Akagawa“Syntaxin 1A gene is negatively regulated in a cell/tissue specific manner by YY1transcription factor, which binds to the -183 to -137 promoter region together withgene silencing factors including histone deacetylase” (2021) Biomolecules , 11 (2), 146.
1-10 doi.org/10.3390/biom11020146

2.

Hiroki Hamada, Takahiro Nakayama, Kei Shimoda, Nobuyasu Matsuura, Hatsuyuki
Hamada, Takafumi Iwaki, Yuya Kiriake and Tomohiro Saikawa “Curcumin
oligosaccharides (gluco- oligosaccharides) penetrate the blood- brain barrier in mousebrain: glycoside (polysaccharide) modification approach for brain drug delivery acrossthe blood- brain barrier and tumor drug delivery” (2020) Nat Prod Communi , 15 (11):
1–4 doi.org/10.1177/1934578X20953653

7、引用文献1.

El-Ghundi, M., George, S. R., Drago, J., Fletcher, P. J., Fan, T., Nguyen, T., Liu, C.,
Sibley, D. R., Westphal, H., and O'Dowd, B. F.: Disruption of dopamine D1 receptor
gene expression attenuates alcohol-seeking behavior: Eur J Pharmacol. 353 : 149-158,
1998

2.

Mishima, T., Fujiwara, T., Kofuji, T., and Akagawa, K.: Impairment of catecholamine
systems during induction of long-term potentiation at hippocampal CA1 synapses inHPC-1/syntaxin 1A knock-out mice: J Neurosci. 32 : 381-389, 2012

3.

Nakayama, T., Mikoshiba, K., and Akagawa, K.: The cell- and tissue-specifictranscription mechanism of the TATA-less syntaxin 1A gene: FASEB J. 30 : 525-543,
2016

93

4.

Nakayama, T., and Akagawa, K.: Transcription regulation mechanism of the syntaxin
1A gene via protein kinase A : Biochem J. 474: 2465-2473, 2017

5.

Fujiwara,
図表 T., Kofuji, T., and Akagawa, K.: Dysfunction of the hypothalamic-pituitaryadrenal axis in STX1A knockout mice: J Neuroendocrinol. 23 : 1222-1230, 2011

図表160

図表

140

嗜好性(秒) 嗜好性(秒)

120
100
160
80
14060
120
40100
2080
060
40Figure
20 1.
0**
**
cont.

阻害剤

HAT 阻害剤の投与によるニコチン嗜好性の変化

cont.

阻害剤

Figure Figure
1. HAT
HAT 阻害剤の投与によるニコチン嗜好性の変化
1. 阻害剤の投与によるニコチン嗜好性の変化

1.4

1.2

発現量

発現量

10.8
1.40.6
1.20.410.2
0.8
00.60.4

**
**
cont.

阻害剤Figure Figure
2. 0.2HAT
STX1A
発現量の変化
与による STX1A 発現量の変化
2. 阻害剤の投与による
HAT 阻害剤の投0Figure 2.

cont.

阻害剤

HAT 阻害剤の投与に94よる STX1A 発現量の変化

5HVA/DA

43*210cont.

阻害剤

投与による DA ターンオーバーの変化
HAT 阻害剤のDA
3. 阻害剤の投与による
Figure Figure
3.
HAT
ターンオーバーの変化

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