慈恵医大誌 2 00 2;117:3 03‑ 14 . Paroxet i neによるラット脳内側前頭前野の セロトニン神経機能変化 東京慈恵会医科大学精神医学講座 和久津 直 美 ( 受付 中 山 和 彦 平成 1 4年 6月 10日) PAROXETI NE I NDUCED CHANGESI N THE NEUROLOGI CAL FUNCTI ON OF SEROTONI NI N THE RAT MEDI AL PREFRONTAL CORTEX NaomiW AKUTSU andKazuhi koNAKAYAMA De pa r t me to fPs y c hi a t r y ,TheJ i ke iUni ve r s i t ySc hoo lo f Me di c i ne Us i ngunr e s t r ai ne d,nonanes t he t i z e dr at sandi nv i vomi cr odi al ys i s ,weper f or me dabas i c s t udyoft heant i de pr e s s antpar oxe t i ne ,as e l ec t i ves e r ot oni nr eupt akei nhi bi t or ,bys i mul t ane ‑ ous l y meas ur i ng t he ext r ac el l ul ar c onc e nt r at i ons of 5‑ hydr oxyt r ypt ami ne (5 HT) ,i t s ‑hydr ‑ met abol i t e5 oxyi ndol e ac e t i cac i d(5 HI AA) ,anddopami nei nt heme di alpr e f r ont alar e a, i nt owhi c hc e nt r als er ot oner gi cne ur onspr oj ec t . Al t houghs i mul t ane ous l yde t e r mi ni ngl evel s of5‑ HT and5‑ HI AA hasbe e ncons i der e ddi f f i c ul t ,wes e que nt i al l yme as ur e dt hei ncr eas ei n ‑ ‑HI ‑HT 5 HT c aus e dbypar oxet i neandt hede c r eas ei n5 AA,r ef l e c t i ngt hede cr eas eoft he5 )appl c ont e nti npr e s ynapt i cne ur ons . Af t eras i ngl e(acut e i cat i onofpar oxet i neatar e l at i vel y ‑HT i l ow dos e ,5 nc r e as e ds i gni f i cant l y. Thi si ncr eas emaybeas s oc i at e d wi t har e l at i vel y ‑ e ar l ymani f es t at i onoft hec l i ni c alef f e ctoft hi sdr ug. I nhi bi t i ngr e upt akeof5 HT bypar ox‑HT conc e t i nei nc r e as e st hee xt r ace l l ul ar5 ent r at i onandal s oi nc r e as e st hedopami nec onc e n‑ t r at i on. Thi si nc r e as ei ndopami nemaybet her es ul tofbi ndi ngoft hei ncr eas ed5‑ HT t o5 HT3 r e ce pt or son dopami ne r gi c ne ur ons ,whi ch s ugges t st hatt he ant i depr es s ante f f e c tof par oxe t i ne bot hf aci l i t at e s 5‑ HT f unc t i on and af f e c t s dopami ne f unc t i on. The s er e s ul t s ‑ s ugge s tt hatpar oxe t i ne ,wi t hi t spot enti nhi bi t i onof5 HT r e upt ake ,enhanc est heant i de pr e s ‑HT3 s ante f f e c tbyi ncr eas i ngt hedopami neconce nt r at i onvi a5 . (TokyoJi ‑14 ) kei kaiMedi calJour nal200 2;117:303 Ke ywor ds:s el ec t i ve s e r ot oni n r e upt ake i nhi bi t or , par oxet i ne, 5‑hydr oxyt r ypt ami ne, dopami ne,i n vi vomi c r odi al ys i s I .緒 との関連が注目されている . 言 そのなかで最近導入された抗うつ薬に選択的セ 気分障害の生物学的病因論は神経伝達物質の量 的減少に原因を求めるモノアミン仮説 に始ま ロトニン再取り込み阻害薬(Se l e c t i veSe r ot oni n Re upt akeI nhi bi t or;以下 SSRIと略す)がある. り,現在では脳内モノアミン受容体の調節機能の 本薬物は気分障害のみならずパニック障害や強迫 障害と考える受容体仮説 性障害,社会恐怖などの不安障害などにも有効で が重要視されている. 最近では受容体結合後のセカンドメッセンジャー ある.そのため現在では,気分障害の第一選択薬 まで含めたシナプス伝達機構の変容と抗うつ効果 として広く使用され始めている .このように 3 04 和久津 ほか 臨床薬理学的にはその特性が明らかになってきて いるが,その背景にある基礎薬理学的プロフィー ルの検討は,十分とは言えない.これまでの報告 では毒性試験や行動薬理学的実験が大部分で,抗 うつ薬としての神経生化学的評価,特に i nv i v o の検討は乏しいのが現状である.本薬物の最大の 特徴である選択的なセロトニン再取り込み阻害作 用も実際には i n v i t r oで の 受 容 体 結 合 実 験 (I )によって得られた結果に基づいている.こ C5 0 れは必ずしもセロトニン以外のモノアミンに i n vi t r oにおいて作用がないことを実証しているわ けではない.そこで筆者らは SSRIの薬理特性を −) ‑ Fi g.1 . St r uct ur alf or mul a ofpar oxet i ne[( ‑f )‑3‑(3′ ‑met t rans‑4‑(4′ l uor ophenyl , 4′ h) ] yl e nedi oxyphe noxyme t hyl pi per i di ne i nv i v oで再評価して,抗うつ作用の作用機序との 関連について検討することにした. 高い濃度を示すため,5 ‑ ‑ HT と 5 HI AA 濃度の同 時測定は,困難とされてきた.本研究では,まず まず標的部位として,中枢 5 ‑ HT 細胞の投射す その同時測定を可能にし,実際に 5 HT の代謝に る内側前頭前野を選んだ. その理由として前頭葉, どのような変化がみられるかを検討した.次に気 特に前頭前野は最大の連合皮質であり,その機能 分障害の病態生理において最近あらためて注目さ は運動,行動の企画などのほか,感情,意欲,思 れているドパミン(dopami ne:DA)を 5 HT とと 考,判断力などの高次の精神機能に関連している もに同時測定し,そのメカニズムと抗うつ作用と と考えられている.そのため気分障害では前頭前 の関連について考察した. 野,特に内側前頭前野の機能障害が注目されてい I I . 実験材料および方法 るためである.そこで本研究では,内側前頭前野 における細胞外5 ‑ ‑ HT,そ の 代 謝 産 物 の 5 hydr oxyi ndol e ace t i caci d( 5‑ HI AA)また DA 濃 度の変化を脳内透析法(i nvi vomi c r odi al ys i s法) 1 . 実験動物 を用いて測定し,抗うつ作用に関する基礎的検討 実験動物は Wi s t ar系雄性ラット(日本クレア, 東京) ,体重 20 〜 0g 3 3 0gを使用した.ラットは恒 温恒湿のケージ内で飼育し,明暗周期は 1 2時間 を行った. で,飲水,摂食は自由摂取とした.また脳内透析 現在 SSRIは c i t al opr am,f l uoxet i ne,f l uvoxami ne ,s e r t r al i neおよび par oxe t i neの 5種類あ るが,我が国では f l uvoxami neと par oxet i neの みが使用されている.筆者らはこのなかでセロト ニンに対してより選択性が強いとされる par oxet i neを被験薬とした.Par oxe t i neはフェニルピ ペリジン系化合物で,化学的に (−) ‑t ‑ ( ‑ r ans 4‑ 4′ 法は明期に行った.動物の飼育および実験につい ては全て東京慈恵会医科大学動物実験指針に従っ て行われた. 2 . 使用薬物 5‑ HT, 5‑ HI AA お よ び DA は シ グ マ 社 製 (USA)を,s )は odi um pe nt obar bi t al( Ne mbut al 大 日 本 製 薬 製(東 京)を 用 い た.Par oxet i ne )‑3‑(3′ ‑met ‑l f l uorophenyl ,4′ hyl enedi oxy‑ ) phe noxymet hylpi per i di ne hydr ochl or i deで, ( )は,グラクソ・スミスクライン社(UK) Paxi l か ら 提 供 さ れ た.Par oxet i neは 1 % c ar boxy- Fi g. 1に示すような構造を有している. ‑HT の再取り込みを Par oxe t i neが,実際に 5 met hylc el l ul os e(CMC)にて懸濁し,実験の直 前に調整した. 阻害しているかどうかは,i ‑ nv i v oで 5 HT 濃度 が上昇していることの確認だけでなく,その代謝 3 . 手術 る必要がある.しかし従来の方法では,5 ‑HT の脳 手術は 6から 8週齢(体重 20 ‑ 0 33 0g)時に,透 析実験 7日前に行った.Sodi um pe nt obar bi t al ( )による麻酔下にラットを脳定位 4 0mg/ kg,i . p. 内濃度が微量であるのに対し,5 ‑ HI AA の濃度が 固定装置に固定し,頭皮を正中切開し,頭蓋骨を 産物である 5 ‑ HI AA 濃度の変動を同時にとらえ Par oxe t i neによるセロトニン機能変化 3 05 Fi g.2 . Ser ot oner gi cneur onsi nbr ai n 露出させた.次に正中より外側 2mm,br egmaよ に固定されたことを確認し,それと同じ長さのダ り尾側 6mm の両側にドリルで直径 1mm の穴 ミーカニューレを挿入し,頭皮を縫合した. をあけ,ステンレス製ネジを挿入した.これはガ イドカニューレを十分に固定するためのものであ る.次に Paxi の脳図譜 nos ,G.andWat s on,C. また実験終了後に,ラットは s odi um pe nt obar bi t alの深麻酔下で断頭し,脳を取り出し氷水にて 洗浄し,プローベ挿入部位に沿って脳切片を作成 に従って,ear barを基準にし br egmaより前方 3. 2mm,左側方 0. 9mm,にドリルで直径 1mm の した.その断面を肉眼的に解剖学的に前頭皮質に 穴をあけ, 前頭皮質の内側前頭前野である深さ 3 . 0 た. ,エイ mm まで透析用のガイドカニューレ(AG‑ 8 コム,京都)を植え込んだ(Fi .その後すで g. 2) に装着してあるステンレス製ネジとともにデンタ ルアクリルで固定した.ガイドカニューレが完全 透析プローブが挿入されていたかどうか確認し ) 4 . 脳内透析法(Fi g. 3 透析実験の 1 8時間前にダミーカニューレを取 り外し,直管型脳透析用プローブ(A‑ ‑ I 8‑ 0 2;透 析膜長 2mm,分画分子量 5 0 0 0,エイコム,京都) Fi g.3 . Di agr am ofon‑l i nemi c r odi al ys i scoupl edt ot heHPLC‑ED s ys t em 3 06 和久津 ほか をガイドカニューレに沿って挿入した.ラットは ル液の灌流を開始してから約 1 ‑HT お 20分後,5 無麻酔で,自由に行動できる状態であり,また装 よび DA 濃度の基礎値の安定を確認し,対照群と 着している透析プローベ内にリンゲル液(NaCl 14 7mM,KCl4 . 0mM,CaCl 2. 3mM)をマイク して1 % CMCを,ま た 4mg/ kg, 8mg/kgの par oxet i neをそれぞれ腹腔内投与した.その後 ロインフュージョンポンプを用いて,2μl /mi nで 灌流させた.その透析液を 20分間隔で 4 0μl回収 ‑HT お 1 8 0分間,内側前頭前野における細胞外 5 よび DA 濃度を同時連続測定した. した.回収された透析液中の透析物質を電気化学 6 . 統計学的検討 検出器付き高速液体クロマトグラフィー (ECD‑ 薬物投与前の 5‑ ‑HI HT,5 AA あるいは DA 濃 ,エイコム,京都) にて測定した.電気化学検 30 0 出器の印加電圧は+4 50mV ( Ag/ AgCl電極)に 度を 4回(実験 1 ),また 3回(実験 2 )加算平均 設定し,分析用カラムは逆相カラム(Ei c ompak ‑ ,エイコム,京都)を用いた. CA 5ODS する百分率として算出した.薬物投与によって生 して基礎値とし,全ての測定値をこの基礎値に対 じた透析物質濃度の変化について,薬物の効果と 5 . 実験方法 薬物投与後の時間経過による効果の 2要因を繰り ) 実験 1:par 1 oxe t i ne投与におけるラット脳 内側前頭前野の細胞外 5 ‑HT と 5 ‑HI AA 返しのある二元配置の分散分析により解析した. 濃度の同時測定 薬物の効果と時間の交互作用の両者で有意差が認 められた場合は,各経過時間での薬物投与群と対 移 動 相 は 100mg/l s odi um 1‑pent anes ul f onat e, 5 0mg/l EDTA‑ 2Naおよび 5 % me t h)を用い anolを含む 0. 1M リン酸緩衝液(pH 6 . 0 た. リンゲル液の灌流を開始してから約 1 40分後, 5‑ HT および 5‑ HI AA 濃度の基礎値の安定を確 認し,0 . 5mg/kg,2mg/kg,および 8mg/ kgの ,また対照群として 1% CMCを腹腔 par oxe t i ne 内投与した.その後 1 8 0分間,内側前頭前野にお ける細胞外 5 ‑HT と そ の 代 謝 産 物 で あ る 5 ‑ HI AA 濃度を同時連続測定した. ) 実験 2:par 2 oxe t i ne投与におけるラット内 照群との差異を評価するため,Dunne t tの多重比 較検定を行った.危険率 5% ( )で有意差 p<0 . 05 ありとした. I I I .結 果 1 . 実験 1:par oxe t i ne投与におけ る ラット 脳 内 側前頭前野の細胞外 5‑ ‑ HTと 5 HI AA 濃度 ‑ 1) 5‑ HT および 5 HI AA 濃度の基礎値 に対照群( Tabl e1 1 % CMC)と,par oxet i ne 0 . 5mg/ kg群,2mg/kg群および 8mg/kg群の投 与前における 4回の測定の平均実測値と投与 1 80 側前頭前野の細胞外 5 ‑ HT と DA 濃度の 分後までの 9回の連続測定における 5 ‑ HT およ 同時測定 び 5‑ ‑HT 濃 HI AA 濃度の平均実測値を示した.5 移動相は,50 ‑ 0mg/ ls odi um 1 oc t ane s uf onat e , 50mg/lEDTA‑ 2 Naおよび 2 0 % me t hanolを含 む0 )を用いた.リンゲ . 1M リン酸緩衝液(pH 6. 0 度では,対照群の基礎値は 0 ±0 . 1 3 2 . 0 2 4pg/ 40μl ( ,以下同様) ,par me an±SE;n=5 oxet i ne 0 . 5 mg/kg群(以 下 0. 5mg/kg群 と 略 す)で は Tabl e1 . Ef f ec t sofpar oxet i neon ext r acel l ul ar5‑HT and 5‑HI AA concent r at i onsi nt her atme di al pr e f r ont alc or t ex ‑HT conce 5 nt r at i on ( ) mean±SEM,pg/ 40μl Compound Ve hi c l e ( 1% CMC) Par oxe t i ne Dos e No.of (mg/kgi ) Ani . p. mal s 5‑ HI AA conce nt r at i on ( ) me an±SEM,pg/ 40μl Pr e dos e Ave r ageoft he9 s ampl e saf t er admi ni s t r at i on Pr edos e Aver ageoft he9 s ampl esaf t e r admi ni s t r at i on 0 5 0. 132 ±0 .0 24 0. 183 ±0.0 35 3 04. 2±90 .2 299 .1±88 .7 0 .5 5 0. 145 ±0 .0 19 0. 367 ±0.0 85 4 50. 7±34 .0 375 .0±29 .1 2 5 0. 147 ±0 .0 52 0. 474 ±0.1 09 3 11. 2±35 .5 249 .9±23 .2 8 5 0. 135 ±0 .0 18 0. 610 ±0.1 05 4 26. 2±77 .5 339 .6±61 .5 Par oxe t i neによるセロトニン機能変化 3 07 ± 0. 1 4 5±0. 0 1 9pg/4 0μl , 2mg/ kg群 で は 0 . 1 47 ±0 0. 0 5 2pg/4 0μl ,8mg/kg群では 0 . 1 3 5 . 0 1 8pg/ なかった.0 . 5mg/ kg群においては,投与後 1 60分 後に 7 6% までの 5‑ HI AA 濃度の有意な減少が認 40μlであり,各群に大きな隔たりはなかった.ま た,5‑ ± HI AA 濃度の基礎値は,それぞれ 3 0 4 . 2 められた(p<0 .2mg/kg群においては,投 . 0 5) 与 14 0分 後 に 75 % までの有意な減少を認めた ±35 ) .8mg/ 90 . 2pg/ 40μl ,45 0 . 7±34 . 0pg/ 40μl ,31 1 . 2 . 5 (p<0 . 05 kg群においては,投与 1 2 0分後 ‑ pg/ 4 0μl , 42 6 . 2±77 . 5pg/ 40μlであった.また, から 1 60分後に 7 0% までの 5 HI AA 濃度の有意 ‑HT と 5 ‑HI par oxe t i ne投与後 1 80分 間 の 5 AA 濃度の平均実測値は Tabl e1に示している.以下 な減少を認めた(p<0 ).しかし用量依存性の有 . 0 5 ‑ 5‑ HT および 5 HI AA 濃度変化は,それぞれの基 礎値に対する百分率で示した. 2 . 実験 2:par oxe t i ne投与におけ る ラット 内 側 ) 内側前頭前野の細胞外 5‑ 2 HT 濃度の変化 連続した 5 ‑HT 濃度の変化を Fi g. 4に示した. 無については明確ではなかった. 前頭前野の細胞外 5 ‑ HTと DA 濃度の同時測 定 まず対照群では全実験経過中に有意な変化はな ‑ 1) 5‑ HT および 5 HI AA 濃度の基礎値 Tabl e2に対照群(1 % CMC)と,par oxet i ne かった.0 . 5mg/ kg群においては,投与 1 4 0分後に 約3 ‑ 10 % までの 5 HT 濃度の上昇が認められた 4mg/kg群および 8mg/ kg群の投与前における 3回の測定の平均実測値と投与 1 80分後までの 9 が,有意差は認められなかった.2mg/ kg群では, 回の連続測定における 5‑ HT および DA 濃度の 投与 4 その後 16 0分後に有意な上昇を示し, 0分後 平均実測値を示した.5 ‑ HT 濃度では,対照群の基 礎値は 1. 8 0 3±0. 2 9 8pg/4 0μl ( me an±SE;n= また 1 8 0分後には約 4 8 0% までの有意な上昇を認 めた(p<0 ) .8mg/ . 05 kg群においては,投与 4 0 分後に有意な上昇を示し,80分値を除く全ての時 間において有意な上昇を示した (p<0 ) .なかで . 05 ,以下同様),par 1 0 oxe t i ne 4mg/kg群(以下 4 mg/ kg群と略す)では,1. 3 2 4±0. 4 1 9pg/4 0μl ,8 も1 80分後に約 5 6 0% までの上昇を認めた.以上 ±0 各群に mg/ kg群で 1 . 4 8 0 . 61 5pg/ 40μlであり, 大きな隔たりはなかった.また DA 濃度の基礎値 より par oxet i neによる 5‑ HT 濃度の上昇は用量 は,それぞれ 0. ±0. 4 8 2±0. 1 9 0pg/4 0μl ,0 . 4 78 2 49 依存的であると考えられた. ±0. pg/4 0μl ,0. 4 94 2 0 1pg/ 4 0μlであった.また, 投与後の ‑ par oxet i ne 5HT と DA 濃度の平均実 ) 内側前頭前野の細胞外 5‑ 3 HI AA 濃度 連続した 5 ‑ HI AA 濃度の変化を Fi g. 5に示し た.まず対照群では全実験経過中に有意な変化は 測値も Tabl ‑ e2に示している.5 HT の基礎値は 実験 1とほぼ同等であり,分析方法が違っても本 ‑HT conce Fi g. 4. Ti mec our s eofef f e ct sofpar oxe t i neone xt r ace l l ul ar5 nt r at i oni nt her atmedi al pr ef r ont alcor t ex Dat aar ee xpr es s edaspe r cent agesoft heme anamountof5‑ HT i nt he4s ampl espr ec edi ngdr ug i nj e ct i on. Thear r ow i ndi cat e st het i meofi nj ec t i on. Eac hpoi ntr epr es ent st heme an±SEM ( n= ). 5) . :Si gni f i cant l ydi f f er e ntf r om t hevehi cl ec ont r olgr oupatp<0 . 05(Dunne t t ʼ st e s t 3 08 和久津 ほか ‑HI Fi g. 5. Ti mecour s eofe f f ec t sofpar oxet i neonext r ac el l ul ar5 AA c oncent r at i oni nt her atmedi al pr ef r ont alcor t ex Dat aar ee xpr es s edaspe r cent agesoft heabs ol ut ebas e l i neof5‑HI AA i mmedi at el ypr e ce di ngdr ug i nj e ct i on. Thear r ow i ndi cat e st het i meofi nj ec t i on. Eac hpoi ntr epr es ent st heme an±SEM ( n= ). 5) . :Si gni f i cant l ydi f f er e ntf r om t hevehi cl ec ont r olgr oupatp<0 . 05(Dunne t t ʼ st e s t Tabl e2 . Me di alpr ef r ont alcor t ex ‑HT conce 5 nt r at i on ( ) mean±SEM,pg/ 40μl Compound Ve hi c l e ( 1% CMC) Par oxe t i ne Dos e No.of (mg/kgi ) Ani . p. mal s DA c onc ent r at i on ( ) me an±SEM,pg/ 40μl Pr e dos e Ave r ageoft he10 s ampl e saf t er admi ni s t r at i on Pr edos e Aver ageoft he10 s ampl esaf t e r admi ni s t r at i on 0 1 0 1. 803 ±0 .2 98 1. 287 ±0.4 15 0 .48 2±0.1 90 0 .54 5±0. 198 4 1 0 1. 324 ±0 .4 19 2. 046 ±0.8 33 0 .47 8±0.2 49 0 .75 5±0. 440 8 1 0 1. 480 ±0 .6 15 3. 020 ±1.2 42 0 .49 4±0.2 01 1 .08 8±0. 530 実験の測定精度に問題がないことを示している. 与後 1回目の測定時間(20分後)より有意に上昇 以下 5 ‑ HT および DA 濃度変化は,それぞれの基 し,その作用は 1 80分後まで持続していたことお 礎値に対する百分率で示した. よび 8mg群での 5 ‑HT 濃度が全ての測定時間に ) 内側前頭前野の 5‑ 2 HT 濃度の変化 連続した 5 ‑HT 濃度の変化を Fi g. 6に示した. お い て 4mg群 よ り 高 かった こ と か ら,par ox- まず対照群では全実験経過中に有意な変化はな ‑ e t i neによる細胞外 5 HT 濃度の上昇は,実験 1 と同様に用量依存的であることが示された. かった.4mg/ kg群においては,投与 40分後に約 までの ‑ 22 0 % 5 HT 濃度の有意な上昇が認められ 3) 内側前頭前野の細胞外 DA 濃度の変化 連続した DA 濃度の変化を Fi g.7に示した.ま (p<0 . 0 5) ,18 0分後までの全ての測定時間におい て有意な上昇が持続した(p<0. ).8mg/ 0 1 kg群 ず対照群では全実験経過中に有意な変化はなかっ においても,投与 2 0分後に既に有意に上昇し,4 0 分後には約 36 0 % までの上昇を認め,それ以後全 ての測定時間において有 意 な 上 昇 を 持 続 し た (p<0 .4mg/kg群および 8mg/ . 0 1) kgとも有意 な上昇であるが,8mg/ ‑ kg群での 5 HT 濃度は投 た.4mg/ kg群 に お い て は,投 与 6 0分 後 に 約 1 7 0% までの有意な上昇(p<0 . 0 5)が認められ, .8 1 8 0分後まで有意な上昇を維持した(p<0 . 0 1) mg/ kg群においては,投与 4 0分後に約 2 5 0 %ま での有意な上昇を認め,1 80分後まで有意な DA 濃度の上昇が持続した (p<0 ) .この DA の上昇 . 01 Par oxe t i neによるセロトニン機能変化 3 09 ‑HT c Fi g. 6. Ti mec our s eofe f f ec tofpar oxe t i neonext r ac el l ul ar5 oncent r at i oni nt her atmedi al pr ef r ont alcor t ex Dat aar eexpr e s s e dasper ce nt age soft heabs ol ut ebas el i neof5‑HT i mme di at e l ypr e cedi ngdr ug i nj e ct i on. Thear r ow i ndi cat e st het i meofi nj ec t i on. Eac hpoi ntr epr es ent st heme an±SEM ( n= ). :Si ). 10 gni f i c ant l y di f f er entf r om t hevehi cl econt r olgr oup atp<0 . 05(Dunne t ʼ st es t : ). Si gni f i c ant l ydi f f e r entf r om t heve hi c l econt r olgr oupatp<0. 01(Dunne t ʼ st e s t Fi g. 7. Ti mec our s eofe f f ec tofpar oxe t i neonext r ac el l ul arDA coent r at i oni nt her atmedi alpr ef r ont alcor t ex Dat a ar e expr es s e d asper c ent agesoft he abs ol ut e bas e l i ne ofDA me di at e l y pr ece di ng dr ug i nj e ct i on. Thear r ow i ndi cat e st het i meofi nj ec t i on. Eac hpoi ntr epr es ent st heme an±SEM ( n= ). 10 ) . :Si gni f i cant l y di f f er entf r om t heve hi c l econt r olgr oup atp<0 . 05(Dunne t ʼ st es t : ). Si gni f i c ant l ydi f f e r entf r om t heve hi c l econt r olgr oupatp<0. 01(Dunne t ʼ st e s t 3 10 和久津 ほか も5 ‑HT 同様,用量依存的であることが認められ 分前後も必要であった.もし同時測定できたとし た. て約 1時間に一回しかサンプルを回収できない. I V. 考 察 1 . 実験 1:par oxet i ne投与におけ る ラット 内 側 前頭前野の細胞外 5‑ HTと 5‑ HI AA 濃度の同 時測定について ) 5 ‑HT と 5 ‑HI 1 AA 濃度の同時分析法につ いて 本研究では,5 ‑ ‑ HT と 5 HI AA 濃度をできるだ け短い回収時間で同時測定することが重要な点で あった.従来の方法から本研究で用いた新しい分 析方法によってどのような違いがあるのかは次の 通りである. ① 分析カラムの種類 それに対して本実験では前述のカラムを使用して pH 6 . 0で 5 HI AA を前進させ,イオンペア剤に ‑pent s odi um 1 anes ul f onat eを使用した.これは Cが 5つで前者に比して少ない.炭素が少ないと 水に溶けやすくなり,吸着力が低下しアミン類の 溶出が早くなる.この性質を利用して 5 ‑ HI AA の ‑ RT が約 8分,5 HT の RT は約 13分に短縮する ことができた.結果としてサンプルを 2 0分ごとに 回収することが可能になった. 2) 5‑ HT と 5‑ HI AA 濃度の同時測定精度 5‑ HT 濃度の基礎値の安定を基準にしたため, どうしても濃度の高い 5 ‑ HI AA の基礎値にはば らつきが見られた.特に 0 . 5mg/kg群と 8mg/kg カ ラ ム は 同 じ 逆 相 カ ラ ム oct adyhl s i l ane (ODS)をシリカゲルに化学結合させた充塡剤が 使用されている MA‑ 5ODS使用されていたが,本 群の基礎値が他の群に比して上昇していた.これ 研究では CA‑ 5 ODSカラムに変更した.この違い じチャート上に導くため濃度の高いものほど,そ はシリカゲルの純度にあった.すなわち後者のほ か純度が高く,前者には微量の金属イオンが含ま の傾向が出現する.しかし統計学的には各群の5‑ HI AA の基礎値には有意差はなく,概ね今回の実 れているため,pH が塩基に傾くと,特にアミン類 のクロマトの形状が悪くなるという欠点がある. 験方法では,5‑ HT と 5‑ HI AA 濃度の関係を分析 できる結果といえる.特に高用量の 8mg/ kg群で そのため移動相の pH を 4 . 0以下にすることで測 は 5‑ HT の上昇と 5‑ HI AA の減少が明確にとら 定精度を上げていた.その結果代謝産物のカルボ えられている.低用量の 0. 5mg/ kg群では変化が ン酸(5HI AA,HVA など)は酸性のためイオン化 なく,2mg/ kg群ではある程度,その傾向をとら えているが,ばらつきが多かった.このことから しにくくなり,溶出時間が長くなってしまう.そ れに対して CA‑ 5 ODSは pH 6 . 0でも十分クロマ は同じ大脳皮質でも,個体差によって濃度が異 なったためと推定された.濃度の低い 5‑ HT を同 トの形状を鋭利に保つこと出来る充塡剤の純度を ‑ 5 HI AA の減少を明確に観察するには,もう少し 投与量を増量する必要があったと考えられた.そ 持っている.この条件であればカルボン酸類はイ のため実験 2では,4mg/ kg群と 8mg/kg群を オン化しやすくなり,5 HI AA の溶出時間が短縮 用いることにした. され f r ontpe akとして現れる. ② イオンペア剤について 3) 5‑ HT と 5‑ HI AA の変動の相互関係 本研究によって par oxet i neの単回(急性)投与 イオンペア剤の役割はアミン類(5 HT,DA な によって,ラット内側前頭前野での細胞外 5 ‑ HT ど) の溶出時間を遅らせ,代謝産物の pe akと重な らないように分離させることである.従来法では 濃度の上昇と,5 ‑ HI AA 濃度の減少を i n vi voで 確認した.この理由は 5‑ の代謝酵素である HT s odi um oc t anes ul f onat e( SOS)を用いた.この 方法ではモノアミンとその代謝産物の分析を可能 MAOは細胞間𨻶には存在しないためである.す なわち par ‑ oxe t i neが 5 HT の再取り込みを阻害 にしたが,カラムの性質上,pH を低くする必要が することによって,内側前頭前野における細胞外 あり C (炭素)が 8つ付いている SOSによってア ミン類の吸着力も強いため全体として分析時間が ‑ 5 HT が上昇するが,前シナプス内の 5‑ HT が減 少するので,シナプス内での 5‑ HI AA への代謝が 長 く なって い た.ち な み に 5 ‑ HI AA と 5 HT の 減少する.脳内透析法でとらえられる細胞外 5‑ r e t e nt i ont i me( RT)がそれぞれ約 1 5分と約 4 0 HI AA 濃度は,前シナプスより流出してきたもの Par oxe t i neによるセロトニン機能変化 3 11 と考えられるので,細胞間𨻶の 5 ‑ HI AA 濃度は減 た 5‑ HT 遊離抑制作用を上回った可能性を示唆 少して測定されることになる. している. ) 単回(急性)投与による 5 ‑HT の上昇につ 4 いて 伝統的な抗うつ薬の作用仮説は急性投与と慢性 投与実験に分けて考えられていた.これは臨床効 ‑ 2 . 内側前頭前野の細胞外 5 HTと DA 濃度の同 時測定 脳内物質の i n v i v oでの同時測定は前述の 5‑ 果発現に 1から 2週間を要すためで,特に受容体 ‑HI HT と 5 AA に限らず,重要な意義を持ってい る.すなわち実験 1のような代謝回転を知ること の downr e gul at i onが生ずるのには慢性的に投与 ができるだけでなく,他のニューロンとの相互作 する必要があるとしていた.しかし現在では特に 用,ネットワークによる機能変化を考察すること SSRIは down r egul at i onは必ずしも示さないと されている.Par oxet i neに関してもそれを示す研 ができるからである.実験 2では実験 1で確認さ 究結果は見あたらない.そのためか各種 SSRIの 単回投与実験の結果は報告によって違いがある. DA 神経に如何なる影響を与えるかを検討するこ とができた. Ful l erお よ び Br i l e yら は,SSRIの 単 回 投 与 で も, 起始核の縫線核およびその投射部位の線条体, 1) 5‑ HT と DA 濃度の測定値の変化の特徴 5‑ HT 濃度の上昇とともに,DA 濃度も上昇し 黒質など で は 5‑ HT 濃 度 が 上 昇 す る こ と を i n たが, その変化には次のような特徴がみられた. ま vi vo mi c r odi al ys i s法 で 測 定 し 報 告 し て い る .一方,大脳皮質においても軽度上昇する, ず,実験 1では観察されないが,5 ‑ HT にとってよ または変化しないとの報告もあって一定していな 量の 8mg/ ‑ kg群で投与直後の 2 0分後から 5 HT い 濃度は有意に上昇し,40分後で最高値を示した 後,急速に減少していく傾向があった.しかし有 .I nve r ni z z iらによると ,低用量(1mg/ ‑ kg)の c i t ar opr am では大脳皮質での細 胞 外 5 HT 濃度の上昇はみられないが,高用量(1 0mg/ れた par ‑HT 濃度上昇作用が, oxet i neによる 5 り感度の高い方法である実験 2では,比較的高用 意な上昇は維持しているので,あくまで実験上観 kg)では大脳皮質と背側縫線核の両部位で細胞外 5‑ HT 濃度を上昇させることを報告している.こ 察された特徴である.4mg/kg群では 4 0分後に 初めて有意な上昇を示し,その後は 8mg/ kg群に れは単回投与の場合,縫線核の 5 ‑HT 神経細胞の 比較して穏やかに減少した.5‑ HT 濃度変化に対 して DA 濃度は 8mg/kg群でも 2 0分後では,有 樹状突起から遊離され,再取り込み阻害作用によ り上昇した 5‑ HT が樹状突起周辺に蓄積され,細 胞 体 に 存 在 す る オート レ セ プ ターで あ る 5 ‑ 意な上昇は示さず,40分後で,また 4mg/ kg群で は,6 0分後で初めて有意な上昇を示した.このよ HT1 A レセプター(s omat ode ndr i t i c aut or ec e )が活性化されて 5 ‑ pt or HT 作動性神経の活動を うな 5 ‑HT と DA 濃度の上昇が同期せず,ずれて 抑制させるため,投射部位の大脳皮質においては, の機序によって DA 濃度が上昇しているのでは ‑ 5‑ HT 神経終末からの 5 HT 遊離はむしろ抑制 されると指摘している .今回の実験におい ないかと推測された. いるこの現象から,5 ‑HT 濃度上昇の機序とは別 2) DA 濃度上昇の作用仮説 DA 濃度が上昇する理由はいくつか考えられる て,0 . 5mg/ kg群では上昇しなかったが,比較的低 用量と考えられる 2mg/ kg群,また実験 2におけ が,そのなかで有力と思われる次の 4点について る 4mg/ kg群においても,内側前頭前野における 考察をする. 細胞外 5 ‑ HT 濃度の上昇を示していることは注 目すべき結果である.Par oxet i neの 5‑ HT 再取 り込み阻害作用(I C5 0)は,TCA や他の SSRIに 比して強いことが報告されている .今回の結 果は,par ‑ oxe t i neが低用量においても,5 HT 神 経終末領域で強力な再取り込み阻害作用を示し, その作用が細胞体の 5‑ HT1 A レセプターを介し (1 ) DA 再取り込み阻害作用 一般に SSRIは,5 ‑ HT トランスポーターに結 合し,放出された 5 ‑HT の再取り込みを抑制する 選択性の高い薬剤であるが,SSRIという名称に もかかわらず多少ではあるが,i nv i t r oではノル アドレナリン(NA)および DA トランスポーター に対しても結合能を示し,それらの再取り込みを 3 12 抑制する 和久津 ほか .このことから par oxe t i neの DA の投射する内側前頭前野の細胞外 5 ‑HT,その代 濃度上昇作用に DA 再取り込み阻害作用が関与 謝産物の 5 ‑HI AA また DA 濃度の変化を脳内透 する可能性が考えられた.しかし,par oxet i neは DA トランスポーターに対する結合能は極めて弱 析法(i nv i v omi c r odi al ys i s法)を用いて測定し, く,DA 再取り込み阻害作用は非常に弱いことか ら,この作用による細胞外 DA 濃度の上昇は考え 1. 従来困難とされ て い た 5‑ HT と 5‑ HI AA の同時濃度測定を可能とし,par oxe t i neによる5‑ HT 濃度の上昇と前シナプス内の 5‑ HT 濃度の にくい .また前述のように DA 濃度の上昇 が,5 ‑ HT 濃度の上昇に同期せず,遅れていること からも同じ再取り込み阻害作用によって上昇した ものではないと考えられる. ( ) NA 再取り込み阻害作用 2 NA が高濃度で存在する皮質では,シナプス間 𨻶の DA は NA トランスポーターにより取り込 まれることがわかっている .すなわち par - 抗うつ作用に関する基礎的検討を行った. 減少を反映する 5 ‑HI AA 濃度の減少を継時的に とらえた. 2. Par oxe t i neの単回(急性)投与で,比較的 低用量でありながら,5 ‑ HT 濃度の有意な上昇が 認められた. 3. Par oxe t i neは 5‑ HT 再取り込み阻害作用 により細胞外 5 ‑HT 濃度を上昇させるだけでな oxe t i neが NA トランスポーターを抑制して細胞 外 DA 濃度を上昇させる可能性が考えられる.し く,DA 濃度も上昇させた.これは DA 神経上に存 在する 5 ‑ ‑ HT3受容体に増加した 5 HT が結合し かし,実際には par oxe t i neの NA トランスポー た結果と考えられる. このことは par oxe t i neの抗 ターに対する結合能は弱く,par oxe t i neによる ことか NA 再取り込み阻害作用は非常に弱い うつ作用発現には 5 ‑HT 機能の促進のみならず DA 機能も関わっている可能性が示唆された. ら NA トランスポーターの抑制を介した DA 濃 度の上昇も考えにくい. 稿を終えるにあたり,直接の御指導を賜りました精 ( ) 5‑ 3 HT3を介した作用 G.Tandaら は SSRIのひとつである f ul oxet i neが大脳皮質の細胞外 DA 濃度を用量依存的 に上昇させたことを報告しており,これはシナプ ス間𨻶に増加した 5 ‑ ‑ HT が DA 神 経 末 端 の 5 HT3受容体に作用して DA 神経からの DA 遊離 を増加させた可能性を示唆している.さらに,5 ‑ ‑HT3受容体 HT が細胞外 DA 濃度を上昇させ,5 アンタゴニストがその作用に拮抗することも報告 されている .これらのことから,5 ‑ HT3受容 体を介した細胞外 DA 濃度の上昇作用が現在の 神医学講座,主任教授の牛島定信先生に深謝いたしま す.さらに同講座の薬理生化学研究班の勝久寿先生を はじめ教室員諸兄から終始御指導および御助言いた だきましたことに感謝いたします. 尚,本研究の一部は平成 10年度,11年度文部省科 学研究奨励研究(A) 「セロトニン選択的再取り込み阻 害剤の抗うつ効果に関する研究」によった. また本論文中の内容の一部は,第 11回ヨーロッパ 精神神経学会(Eur ope anCol l e geofNeur ops ycho)において発表し phar macol ogy:ECNP,Par i s1 998 た. 文 献 ところ最有力である. ( ) その他の仮説 4 SSRIの細胞外 DA 濃度の上昇に関する最近の 研究では,5 ‑HT1 ‑HT6 B/ 1 Dレセプターおよび 5 レセプターを介して DA 遊離を促進している可 能性が指摘されており ,これらの可能性も否定 できない. 1) BunneyWE,Jr ,Davi sJ M. Nor epi nephr i nei n de pr e s s i ve r eac t i ons:a r evi ew. Ar c h Gen Ps yc hi at1 96 5;13:48 3‑ 94. 2) Coppe n A. The bi oche mi s t r y of af f ec t i ve di s or der s . BrJ Ps yc hi at r y 19 67;1 13:12 37‑ 64. 3) Char neyDS,MenkesDB,Heni ngerGR. Rece pt ors ens i t i vi t yand t heme chani s m ofact i on V. ま と め ‑ 5 HT の選択的な再取り込み阻害作用を有すと される par ‑ oxe t i neによる,中枢 5 HT 神経細胞 ofant i depr es s antt r eat ment:i mpl i c at i onsf or t heet i ol ogyandt her apyofde pr e s s i on. Ar ch GenPs yc hi at r y19 81;3 8:116 0‑ 80. 4) Schi l dkr autJJ . Thec at ec hol ami nehypot he - Par oxe t i neによるセロトニン機能変化 3 13 s i sofaf f ec t i vedi s or de r s:ar evi ew ofs uppor t - mas kst heef f ectofs e r t r al i ne i nt he f r ont al i ng e vi denc e. Am J Ps ychi at r y 196 5;122: 50 9‑2 2. cor t ex. 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Naunyn Sc hmi edebe r gs Ar chPhar mac ol1 991;343:2 37‑ 44 . hi bi t or ,onext r ac el l ul armonoami nel e vel si n ) Be 16 lN,Ar t i gasF. Fl uvoxami nepr e f er ent i al l y i nc r eas es ext r ac el l ul ar 5‑hydr oxyt r ypt ami ne i nt her aphenuc l ei:ani n vi vo mi cr odi al ys i s ‑3. s t udy. EurPhar mac ol199 2;229:101 17) I nverni zzi R, Bel l i S, Samani n R. Ci t al opr amʼ sabi l i t yt oi ncr e as et heext r acel l ul arconce nt r at i onsofs er ot oni ni nt hedor s al r aphepr event st hedr ugʼ sef f e cti nt hef r ont al ‑4 cor t e x. Br ai nRe s199 2;58 4:322 . ) I 18 nver ni zziR,Bel l iS,Samani nR. Ani nc r eas e ofext r ac el l ul ars er ot oni ni nt hedor s alr aphe r atf r ont alcor t e x. J Phar macolExp Ther ‑83 199 5;272:177 . 27) Tanda G,Car boniE,Fr au R,Chi ar a GDi . I ncr eas eofext r ac el l ul ardopami nei nt hepr e f r ont alc or t ex:a t r ai tofdr ugswi t h ant i de pr es s ant pot ent i al? Ps ychophar macol ogy ‑8. 199 4;115:285 28) Cos t al lB,Domeney AM,Nayl orRJ,Tyer s ‑HT3r MB. Ef f ec t soft he5 ec ept orant agoni s t ,GR380 32F,onr ai s eddopami ne r gi cact i vi t yi nt heme s ol i mbi cs ys t e m oft her atand mar mos etbr ai n. BrJ Phar macol198 7;22: 3 14 和久津 ほか 88 1‑9 4. ‑i pr ami ne nduc ed i ncr e as e of ext r ac el l ul ar ) Car 29 boniE,Ac quas E,Fr au R,Chi ar a GDi . ‑HT3 Di f f e r ent i al i nhi bi t or ye f f ec t s of a 5 dopami ne i nt he pr e f r ont alcor t ex. Ps ycho‑9 phar mac ol ogy19 95;1 19:15 . ant agoni s t on dr ug‑ i nduce ds t i mul at i on of 31) Mat s umot oM,Togas hiH,Mor iK,Ueno K, dopami ne r e l e as e . Eur J Phar macol 1 989; ‑9 16 4:515 . ) Tanda G,Fr 30 au R,Chi ar a GDi . Local5HT3 r ece pt or s madi at ef l uoxet i ne but not des i - Mi yamot oA,Yos hi okaM. Char ac t er i zat i on ofendogenouss er ot oni n‑ me di at e dr egul at i on ofdopami ner e l e as ei nt her atpr ef r ont alcor ‑48 t ex. 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