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強迫性障害の治療メカニズムに関する研究

幡鎌, 輝 京都大学 DOI:10.14989/doctor.k24552

2023.03.23

概要

強迫性障害の治療メカニズムに関する研究

2022

幡鎌



目次
緒言 ................................................................................................................................................................ 1
第 1 章 OCD モデル動物に対する SSRI の作用機序 .................................................................................... 3

実験方法..................................................................................................................................................... 5
第 1 節 SSRI 長期投与が QNP 誘発の固執行動へ与える影響 .................................................................. 8
第 2 節 SSRI 長期投与が QNP 誘発の外側 OFC の錐体神経過活動へ与える影響 ................................... 8
第 3 節 SSRI 長期投与が 5-HT2C 受容体を介した外側 OFC の錐体神経活動へ与える影響 ................... 11
第 4 節 SSRI 長期投与が外側 OFC における錐体神経の抑制性入力へ与える影響 ................................ 11
第 5 節 5-HT2C 受容体遮断薬短期投与が QNP 誘発の外側 OFC 神経過活動と固執行動へ与える影響 . 14
考察 .......................................................................................................................................................... 16
第 2 章 リアルワールドデータ解析で見出された新規 OCD 治療候補薬の有効性と作用機序.................... 19

実験方法................................................................................................................................................... 20
第 1 節 リアルワールド解析を用いた D2R 刺激薬誘発 OCD 様症状を抑制する薬剤の探索 .................. 26
第 2 節 D2R 刺激薬誘発の OCD 様反復行動に対する PPI の影響 .......................................................... 35
第 3 節 D2R 刺激薬誘発の OCD 様習慣形成異常に対する PPI の影響................................................... 37
第 4 節 QNP による外側 OFC の錐体神経過活動に対する PPI の影響.................................................. 40
第 5 節 初代培養皮質ニューロンを用いた PPI の神経活動抑制作用のメカニズム検討 ......................... 42
第 6 節 細胞内酸性条件下での外側 OFC の錐体神経活動に対する PPI の影響 ..................................... 43
考察 .......................................................................................................................................................... 45
総括および結論 ............................................................................................................................................ 48
謝辞 .............................................................................................................................................................. 49
発表論文目録 ................................................................................................................................................ 50
参考文献 ....................................................................................................................................................... 51

緒言
強迫性障害(OCD)は、不適切な思考(強迫観念)が浮かび、それを排除するための行
動(強迫行為)を繰り返すことを特徴とする精神疾患である。かつては不安障害の一種と
考えられてきたが、DSM-5 では新規の疾患として再分類された。また、OCD の生涯有病
率は 1–3%と高いことが明らかになっている(Pauls et al., 2014)。OCD の薬剤治療では、
第一選択薬として選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)が用いられる。しかし、他
の精神疾患と比較して高濃度・長期間投与を必要とし、症状ごとで有効性が異なるため
(Bokor & Anderson, 2014)、治療期間や奏功率を改善するような新規 OCD 治療薬が希求
されている。所属研究室ではこれまでに、ドパミン D2 受容体(D2R)刺激薬キンピロール
(QNP)の反復投与による新規 OCD モデル動物を作製し、報告してきた(Asaoka et al.,
2019; Asaoka et al., 2021)。QNP 投与マウスは複数の OCD 様の行動異常や神経機能の異
常が認められている。
そこで、本研究では、この新規 OCD モデル動物を用い、未だ詳細が明らかとなっていな
い OCD の治療メカニズムについて検討を行い、以下の新知見を得た。
第 1 章では、OCD に対する SSRI 長期投与の作用機序について検討を行い、SSRI 長期投
与は外側 OFC における 5-HT2C 受容体シグナルの減少を介して OCD 様の固執行動を改善
することを明らかにした。
第 2 章では、リアルワールドデータ解析と薬理学的実証実験を組み合わせることで OCD
の新規治療標的を探索し、その作用機序を検討した。その結果、プロトンポンプ阻害薬(PPI)
の併用が D2R 刺激薬誘発の OCD 様症状の発生率を抑制することが明らかになった。さら
に実証実験によって、PPI は細胞内酸性化を介して外側 OFC 錐体神経の過活動を抑制し、
複数の OCD 様症状を改善することも見出した。
これらの研究成果について、以下に論述する。

1

本文中、および図中で使用した略語は以下に示す通りである。
5-HT

5-hydroxytryptamine

IPSC

inhibitory postsynaptic current

AAV

adeno-associated virus

LED

levodopa equivalent dose

ACSF

artificial cerebrospinal fluid

LPZ

lansoprazole

AMPA

alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-

MedDRA

Medical Dictionary for

isoxazolepropionic acid

Regulatory
Activities Terminology

ANOVA

analyses of variance

ML

mediolateral

AP

anteroposterior

NMDA

N-methyl-D-aspartate

APV

2-amino-5-phosphonopentanoic acid

OCD

obsessive-compulsive disorder

ATP

adenosine 5'-triphosphate

OED

omeprazole equivalent dose

c-Fos

cellular homolog of the oncogene of

OFC

orbitofrontal cortex

Finkel– Biskis–Jinkins murine
osteosarcoma virus
Cit

citalopram

PB

phosphate-buffer

CRF

continuous reinforcement

PBS

phosphate-buffered saline

CSTC

cortico–striato–thalamo–cortical

PPI

proton pump inhibitor

D2R

dopamine D2 receptor

PT

preferred term

DMSO

dimethyl sulfoxide

PCR

polymerase chain reaction

DNA

deoxyribonucleic acid

PV

parvalbumin

DNQX

6,7-dinitroquinoxaline-2,3(1H,4H)-

QNP

quinpirole

dione
DV

dorsoventral

RNA

ribonucleic acid

EGTA

ethyleneglycol bis(2-aminoethylether)

ROR

reporting odds ratio

tetraacetic acid
FAERS

FDA Adverse Event Reporting System

RR

random ratio

FDA

Food and Drug Administration

RT-PCR

reverse transcription-PCR

GABA

gamma-aminobutyric acid

SEpHluorin

super-ecliptic pHluorin

GAPDH

glyceraldehyde-3-phosphate

SERT

serotonin transporter

SSRI

selective serotonin reuptake

dehydrogenase
GTP

guanosine triphosphate

inhibitor
HEPES

4-(2-hydroxyethyl) piperazine-1-

TEA

tetraethylammonium

ethane-sulfonic acid
ICD

international classification of disease

TTX

tetrodotoxin

i.c.v.

intracerebroventricular

VEH

vehicle

i.p.

intraperitoneal

VPZ

vonoprazan

2

第1章
OCD モデル動物に対する SSRI の作用機序
OCD は皮質–線条体–視床–皮質(CTSC)回路の異常が関与する。前頭皮質から線条体が
過剰に刺激されることで直接経路と間接経路のバランスが崩れ、視床への神経投射が脱抑
制することで過活動状態となり、症状が発現すると考えられている(Stein et al., 2019)。
前頭皮質の中でも、OCD 患者の外側眼窩前頭皮質(OFC)においてグルコース代謝が上昇
していることが明らかになっている(Baxter et al., 1987)。しかし、SSRI を用いた薬物治
療に成功した OCD 患者において代謝上昇は認められていない(Saxena et al., 1999)。ま
た、OCD 患者に対して繰り返し OFC を経頭蓋磁気刺激することで、OFC のグルコース代
謝が減少し、症状が改善することも報告されている(Nauczyciel et al., 2014)。これらの
臨床観察は、外側 OFC の活動を抑制することが OCD の治療戦略として有効であることを
示唆している。しかし、SSRI によって外側 OFC の過活動を抑制する詳細なメカニズムは
不明である。
ヒトとげっ歯類両方において、OFC は柔軟な意思決定に重要な役割を担っている(Dias
et al., 1996; Izquierdo et al., 2013; Kringelbach et al., 2005)。近年、OCD 患者が思考の
柔軟性を欠き、固執性を示すことが明らかになっている(Gillan et al., 2011; Nielen et al.,
2009; Voon et al., 2015)。OCD 患者は思考柔軟性を評価する逆転学習試験中に外側 OFC
の神経活動が変化していることからも(Beucke et al., 2013; Remijnse et al., 2006)、OFC
の神経過活動が OCD 病態に関与していることが考えられる。
OFC の活動性は 5-HT2A および 5-HT2C 受容体を含む様々な 5-HT 受容体シグナルによ
って調節される(Celada et al., 2004; Millan et al., 1998)。また、5-HT2 受容体は逆転学
習に関与することが報告されている。マウスを用いた逆転学習試験において、5-HT2C 受容
体遮断薬の短期投与は固執性を抑制するが、5-HT2A 受容体遮断薬の短期投与は増悪させる
(Boulougouris et al., 2008)。さらに、5-HT2C 受容体遮断薬の OFC 局所投与は逆転学習
の正答率を増加させることから(Boulougouris and Robbins, 2010)、外側 OFC の 5-HT2C
受容体が逆転学習において重要な役割を担っていることが示唆される。
近年の臨床研究から、SSRI 長期投与は 5-HT シグナルの機能的変化を引き起こすことが
示されている。SSRI はセロトニントランスポーター(SERT)を抑制することで、細胞外
のセロトニン濃度を増加させることが広く認められている(Benmansour et al., 1999;
Invernizzi et al., 1994)。さらに、SSRI は 5-HT2 受容体を含む 5-HT 受容体の機能にも影
響を与える。SSRI 長期投与は 5-HT2 受容体を脱感作させることや(El and Blier, 2005)、
皮質における 5-HT2 受容体の密度を減少させる(Maj et al, 1996)ことも明らかになって
いる。また、SSRI 長期投与は大うつ病患者の皮質における 5-HT2 受容体の結合能を低下
させる(Meyer et al., 2001)。この知見と一致して、動物実験においても 5-HT2C 受容体遮
断薬の全身投与は即効性の抗うつ効果を示している(Opal et. al., 2014)。これらの報告か
ら、SSRI の治療効果には 5-HT2 受容体シグナルの抑制が寄与している可能性がある。し
3

かし、OCD 関連の異常行動に対する SSRI の効果に 5-HT2 受容体シグナルの抑制が関与
するかは不明である。
以前所属研究室では、D2R 刺激薬であるキンピロール(QNP)をマウスに反復投与する
と、固執行動や外側 OFC 錐体神経の過活動など OCD 様の行動・神経異常を示すことを報
告した(Asaoka et al., 2019)。
本章では、QNP 反復投与によって誘発される固執行動に対する SSRI の治療メカニズム
を検討した。SSRI であるシタロプラムの長期投与による効果を行動学的・組織学的、電気
生理学的実験により評価した。また、シタロプラム長期投与が QNP 投与マウスの外側 OFC
過活動に及ぼす影響や 5-HT2 受容体がどのように関与しているかを検討した。さらに、
QNP 反復投与による固執行動への 5-HT2C 受容体遮断薬の影響を検討した。その結果、
SSRI 長期投与と同様に、5-HT2C 受容体遮断薬の短期投与も QNP 誘発の OCD 様異常に
対して治療効果を示すことが明らかとなった。

4

実験方法
試薬

D2R 刺激薬である(-)-キンピロール(QNP; Tocris Bioscience, Bristol, UK)は生理食塩
水に溶解した。5-HT2C 受容体遮断薬である SB242084(Cayman Chemical, Ann Arbor,
MI, USA)、5-HT2A 受容体遮断薬である MDL100907(Tocris Bioscience)、5-HT2A 受容体
刺 激 薬 で あ る WAY161503 と AMPA 受 容 体 遮 断 薬 で あ る 6,7-dinitroquinoxaline2,3(1H,4H)-dione(DNQX; Tocris Bioscience)は dimethyl sulfoxide(DMSO)に溶解し
た。NMDA 受容体遮断薬である DL-2-amino-5-phosphonopentanoic acid(DL-APV;
Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA ) と SSRI で あ る シ タ ロ プ ラ ム 臭 化 水 素 酸 塩
(Struchem, Wujiang, China)は水に溶解した。ストック溶液は–20°C で保管し、使用時
に生理食塩水もしくは人工脳脊髄液(ACSF)で希釈した。また、最終の DMSO 濃度は行
動試験では 5%以下、電気生理学的検討では 0.05%以下になるように希釈した。
動物

すべての実験は動物の使用数と実験回数を最小限になるように設定した。動物の使用
およびその実験手法は全て京都大学動物実験委員会の審査・承認を受け、「動物実験に関す
る日本薬理学会指針」を遵守して行った。雄性 C57BL/6J 系統マウス(6–15 週齢)は日本
SLC(静岡、日本)より購入し、室温が 24 ± 1°C、12 時間の明暗周期の飼育室にて飼育し
た。
マウスを D2R 刺激に感作させるために、QNP(1 mg/kg/day, i.p.)を毎日投与した。QNP
を 7–12 回投与したマウスを QNP 投与群とした(Asaoka et al., 2021)。
シタロプラムの長期投与は、シタロプラム臭化水素酸塩を 0.2 mg/mL の濃度で水に溶解
し、28 日間与えることで行った。平均的な飲水量はマウス1匹あたり1日 3–4 mL である
ため、シタロプラムの平均投与濃度は 24 mg/kg/day であった(Asaoka et al., 2017)。薬
剤を含む飲み水は遮光し、3–5 日ごとに交換した。
5-HT2C 受容体遮断薬の急性投与の検討において、QNP の投与の 5 分前に SB242084(1
mg/kg/day, i.p.)を投与した。
左右弁別学習試験

空間弁別課題は、以前当研究室で報告した方法で行った(Asaoka et al., 2021)。平日に
は、自由摂食時の体重の 80–90%となるようマウスの摂食量を制限(2–3 g/day)した。マ
ウスを T 字迷路装置に慣れさせた後、以下のように 3 段階学習課題を行った。6–7 日間の
学習期と 8 日間の過剰学習期では 1 日 5 回、迷路の片方のアームに報酬として 100 µL の
練乳があることをマウスに学習させた。4 日間の逆転学習期では、これまで報酬が置かれ
たアームとは逆のアームに報酬を入れ、1 日 10 回試験を行った。過剰学習期と逆転学習期
で、マウスに溶媒または QNP を合計 12 回投与した。QNP の鎮静効果を避けるため、最
初 2 回の QNP 投与は試験終了後に行い、それ以降は試験開始 20 分前に投与を行った。
5

免疫染色

8 回目もしくは 12 回目の QNP 投与 120 分後、ペントバルビタール(64.8 mg/kg; Kyoritsu
Seiyaku, Tokyo, Japan)によってマウスを麻酔した。麻酔下で PBS 経心灌流による脱血
および 4%パラホルムアルデヒド(Nacalai Tesque, Kyoto, Japan)含有リン酸バッファー
(PB)経心灌流でマウスを固定した。経心灌流固定の後、全脳を摘出して、15%スクロー
ス中で一晩冷蔵(4°C)静置した。全脳は–20°C で凍結し、クリオスタット(Leica CM3050S;
Leica Biosystems)で 30 µm 厚の冠状切片を作製した。作製した冠状切片は観察まで–20°C
で保管した。免疫組織化学的検討では、スライドガラス上の冠状切片を 0.3% Triton X-100
(Nacalai Tesque)と 5%ウマ血清含有 PBS(PBS-T)で 1 時間透過処理した。その後、
一次抗体希釈液中で 4°C にて一晩反応させた。その後、冠状切片を PBS で 15 分間洗浄し、
二次抗体希釈液中で室温(25°C)・遮光下にて 2 時間反応させた。一次抗体および二次抗
体は 0.3% Triton X-100 含有中に希釈した。一次抗体にはウサギ由来抗 c-Fos 抗体(2000
倍希釈、9F6; Cell Signaling Technology, Beverly, MA, USA)、二次抗体には Alexa Fluor
594 で標識したロバ由来抗ウサギ抗体(200 倍希釈、Molecular Probes, Invitrogen, Life
Technologies, Carlsbad, CA, USA)を用いた。その後、切片を DAPI Fluoromount-G
(Southern Biotechnology Associates, Birmingham, AL, USA)とカバーガラス(松浪硝
子工業)で封入し、共焦点顕微鏡(Fluoview FV10i、オリンパス、東京)を用いて観察し
た。 ...

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参考文献

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