倉田奨励金研究報告書｜2016 年度（第 48 回）助成■受領№1301

危険ドラッグによる精神神経症状発症メカニズムの解明

代表研究者

金田勝幸

金沢大学医薬保健研究域薬学系教授

1．研究目的により、クリフアボイダンス試験(CA)におけるジ危険ドラッグN-[[1-(5-fluoropentyl)-1H-indazol-3-yl]

ャンプ潜時が有意に短縮し、衝動性の亢進が認めcarbonyl]-L-valine methyl ester (5F-AMB)は合成られた。さらに、新奇物体認識試験(NOR)においカンナビノイドの一つであり、そのレクリエーシて、物体認知記憶の獲得への5F-AMBの影響を見ョン効果のために日本のみでなく世界中で乱用さるために、5F-AMB i.c.v.投与を訓練試行前に行っれている。5F-AMBはカンナビノイドCB1受容体たところ、訓練試行における両物体への総探索時に対する高い親和性を持つことが知られているが、間に影響を与えなかったが、保持試行における新5F-AMBにより誘発される行動異常とその発現メ

奇物体探索時間を短縮させ、Discrimination indexカニズムは不明である。そこで本研究では、CB1を有意に低下させた(図2)。また、物体認知記憶の受容体が高発現しており、記憶・認知・意思決定保持への5F-AMBの影響を見るために、5F-AMBなどを司る脳部位である内側前頭前皮質(mPFC)i.c.v.投与を保持試行前に行ったところ、5F-AMBに着目し、各種行動薬理試験と電気生理学的解析

は新奇物体探索時間、Discrimination indexに影響手法を用いて、5F-AMBによる行動異常の発現メを及ぼさなかった(図2)。以上より、5F-AMBは物カニズムの解明を試みた。

体認知記憶の獲得を阻害するが、保持には影響しないことが明らかになった。

2．研究概要
2.1 結果(1) 5F-AMB側脳室内(i.c.v.)投与による行動への影響(2) 5F-AMB mPFC内投与による行動への影響
5F-AMB mPFC内投与は、OF、EPMにおける不安様行動に影響を及ぼさなかったが、CAにおい

雄性C57BL/6Jマウスへの5F-AMB i.c.v.投与にて、ジャンプ潜時を有意に短縮させ(図3)、衝動性

より、オープンフィールド試験(OF)において中央を亢進させた。さらに、訓練試行前に5F-AMBをエリア滞在時間が有意に増加した(図1)。一方、高mPFC内投与したところ、保持試行における新奇架式十字迷路試験(EPM)では、5F-AMB投与は、物体探索時間が有意に短縮するとともに、オープンアーム滞在時間、進入回数、総アーム進Discrimination indexが有意に低下した(図4)。以上入回数のいずれにも影響を与えなかった(図1)。以より、5F-AMB mPFC内投与は物体認知記憶の獲上より、5F-AMB i.c.v.投与はOFでは不安様行動を得を阻害することが示された。

減弱させるが、EPMでは不安様行動に影響を及ぼさないことが示された。また、5F-AMB i.c.v.投与

倉田奨励金研究報告書｜2016 年度（第 48 回）助成図 1. 5F-AMB i.c.v.投与による不安様行動への影響
A. OFでの中央エリア滞在時間
B. OFでの運動量
C. EPMでのオープンアームの滞在時間の割合
D. EPMでのオープンアームの進入回数の割合
E. EPMでの総アーム進入回数

図 2. 5F-AMB i.c.v.投与による新奇物体探索時間への影響
A. 訓練試行15分前投与によるNORでの保持試行時のDiscrimination index
B. 保持試行15分前投与によるNORでの保持試行時のDiscrimination Index

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図 3. 5F-AMB mPFC 内投与における CA での Jumping latency

図 4. 5F-AMB mPFC 内投与による新奇物体探索時間への影響
訓練試行15分前投与によるNORでの保持試行時のDiscrimination index(3) 5F-AMBによるmPFC V層錐体ニューロンへるか否かを検討したところ、5F-AMBは興奮性神の興奮性および抑制性神経伝達への影響

経伝達と同様に抑制性神経伝達(IPSC)もプレシナ

5F-AMBがmPFC V層錐体ニューロンにおけるプスに局在するCB1受容体の活性化を介して減弱興奮性神経伝達に影響を与えるか否かをスライスさせることを見いだした(図7、8)。

標本でのホールセルパッチクランプ記録法により(4) 5F-AMBはmPFC V層錐体ニューロンにおけ検討した。5F-AMBの適用により自発性興奮性シる興奮と抑制のバランスを変化させる

ナプス後電流 (sEPSC)の頻度は有意に減少した

5F-AMBによるEPSCとIPSCの両者の減弱作用が、振幅は影響を受けなかったこと(図5)、また、の機能を明らかにする目的で、5F-AMBの両者にCB1受容体アンタゴニストであるAM251存在下対する減弱作用の程度を比較検討したところ、では5F-AMBによるsEPSC頻度の減少は認められ5F-AMBは刺激誘発性EPSC (eEPSC)をeIPSCよなかったことから(図6)、5F-AMBはCB1受容体をりも強く抑制することが分かった(図9)。すなわち、介して興奮性入力を減弱させることがわかった。

5F-AMBは抑制性入力よりも興奮性入力をより大さらに、5F-AMBの適用は微小EPSC（mEPSC）きく減弱させた。以上より、5F-AMBはmPFC Vの頻度を有意に減少させたことから、5F-AMBの層錐体ニューロンへの興奮性および抑制性入力の減弱作用はプレシナプスに作用してグルタミン酸のバランスを変化させ、V層錐体ニューロン活動を遊離を減弱させることによることが明らかとなった。

抑制することが示唆された。

次に、5F-AMBが抑制性神経伝達に影響を与え倉田奨励金研究報告書｜2016 年度（第 48 回）助成

図 5. 5F-AMB による mPFC V 層錐体ニューロンにおける興奮性入力の変化
A. 5F-AMB適用前後の自発性興奮性シナプス後電流 (sEPSC)の代表的トレース
B. 5F-AMB適用前後のsEPSCの頻度C. 5F-AMB適用前後のsEPSCの振幅

図 6. 5F-AMB による興奮性入力変化に対する CB1 受容体の関与
A. ピクロトキシン(Control)，AM251，および，5F-AMB適用時の自発性興奮性シナプス後電流(sEPSC)の代表的トレース
B. ピクロトキシン(Control)，AM251，および，5F-AMB適用時のsEPSCの頻度
C. ピクロトキシン(Control)，AM251，および，5F-AMB適用時のsEPSCの振幅

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図 7. 5F-AMB による mPFC V 層錐体ニューロンにおける抑制性入力の変化
A. 5F-AMB適用前後の自発性抑制性シナプス後電流 (sIPSC)の代表的トレース
B. 5F-AMB適用前後のsIPSCの頻度
C. 5F-AMB適用前後のsIPSCの振幅

図 8. 5F-AMB による抑制性入力変化に対する CB1 受容体の関与
A. キヌレン酸 (Control)，AM251，および，5F-AMB適用時の自発性抑制性シナプス後電流 (sIPSC)の代表的トレース
B. キヌレン酸 (Control)，AM251，および，5F-AMB適用時のsIPSCの頻度
C. キヌレン酸 (Control)，AM251，および，5F-AMB適用時のsIPSCの振幅

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図 9. 5F-AMB による mPFC V 層錐体ニューロンにおける興奮性および抑制性神経伝達のバランスの変化
A. 5F-AMB適用前後の刺激誘発性興奮性シナプス後電流 (eEPSC)および抑制性シナプス後電流(eIPSC)の代表的トレース
B. 5F-AMB適用前後のeEPSCの振幅
C. 5F-AMB適用前後のeIPSCの振幅
D. 5F-AMB適用前後のeEPSCおよびeIPSCのpaired-pulse ratio (PPR)
E. 5F-AMBによる eEPSCおよびeIPSCの減弱割合
2.2 結論
本研究より、5F-AMBにより惹起される認知記憶の獲得阻害、および、衝動性亢進はmPFCに作用することで発現することが示唆された。さらに、これらの作用は5F-AMBがmPFC錐体ニューロンにおける興奮と抑制のバランスを変化させ、錐体ニューロンの活動を抑制することにより誘導される可能性が示された。

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3. 発表
(1) 堂本将輝、和田進太郎、出山諭司、金子周司、
金田勝幸
内側前頭前野における危険ドラッグ5F-AMBの作用
第130回日本薬理学会近畿部会 (京都、2016)(2) 伊藤志穂、出山諭司、金子周司、金田勝幸
危険ドラッグ5F-AMBがマウスの行動に及ぼす影響
生体機能と創薬シンポジウム2017 (京都、2017)(3) 堂本将輝、和田進太郎、伊藤志穂、出山諭司、
檜井栄一、金子周司、金田勝幸
危険ドラッグ5F-AMBの内側前頭前皮質V層錐体細胞に対する作用
第39回生体膜と薬物の相互シンポジウム (金沢、2017)(4) 伊藤志穂、出山諭司、堂本将輝、矢口立真、Tong Zhang、檜井栄一、金子周司、金田勝幸
危険ドラッグ5F-AMBによるマウスの認知行動機能障害の解析
日本薬学会第138年会 (金沢、2018)(5) Domoto M, Sasase H, Wada S, Ito S, Deyama
S, Hinoi E, Kaneko S, Kaneda K. The synthetic
cannabinoid 5F-AMB changes the balance
between excitation and inhibition of layer V
pyramidal neurons in the mouse medial
prefrontal cortex. Psychopharmacology,
235(8):2367-2376. (2018)