記憶喪失性貝毒成ドウモイ酸によるマウスの自発的替行動障害に

道衛研所報 Rep. Hokkaido Inst. Pub. Health, 57, 109-112（2007)
記憶喪失性貝毒成ドウモイ酸によるマウスの自発的替行動障害に
及ぼすニコチン性アセチルコリン受容体アゴニストの影響
Effects of Nicotinic Acetylcholine Receptor Agonists on Impairment
of Spontaneous Alternation Behavior Induced
by Domoic Acid, an Amnesic Shellfish Poison, in Mice
上野
一
Ken-ichi UENO
；domoic acid（ドウモイ酸）；nicotinic
Key words：amnesic shellfish poison（記憶喪失性貝毒）
；memory（記憶）
；mouse
acetylcholine receptor（ニコチン性アセチルコリン受容体）
（マウス）
1987年，カナダ東海岸のプリンス・エドワード島周辺
ことが知られている
で養殖ムラサキイガイの摂食により胃腸障害及び神経障害
を主徴とする食中毒が発生した
．
ドウモイ酸はラットやマウスなどに記憶障害や海馬神経
．この食中毒により，
細胞死を引き起こすことが報告されている
．これま
患者数 107名のうち４名が死亡し，12名に記憶障害の後
でに，我々はマウスのドウモイ酸誘発性自発的替行動障
遺症が残ったことから，この中毒は記憶喪失性貝毒中毒と
害がカイニン酸型グルタミン酸受容体アンタゴニストや
呼ばれた．記憶喪失性貝毒中毒の原因物質として興奮性ア
ミノ酸の一種であるドウモイ酸が同定され，ドウモイ酸は
group 及び group 代謝調節型グルタミン酸受容体ア
ゴニストにより予防されることや，ニコチンがドウモイ酸
記憶喪失性貝毒とも呼ばれるようになった．
誘発性自発的
ドウモイ酸は，その化学構造中に中枢神経の主要な神経
た
替行動障害を改善することを報告してき
．しかしながら，ドウモイ酸誘発性自発的
替行
伝達物質であるグルタミン酸やかつて駆虫薬として利用さ
動障害に及ぼすサブタイプ選択的な nAChR アゴニストの
れたカイニン酸と同様の骨格を有する．ドウモイ酸はカイ
作用については検討されていない．
ニン酸よりも強力なカイニン酸型グルタミン酸受容体アゴ
そこで，本研究はマウスのドウモイ酸誘発性自発的替
ニストであり，カイニン酸と同様，海馬神経細胞の CA3
行動障害に及ぼすサブタイプである α4β2及び α7選択
領域を選択的に破壊することにより，ドウモイ酸中毒の特
的な nAChR アゴニストの作用を明らかにすることを目的
徴的な症状である記憶障害を引き起こすと
とした．
る
えられてい
．
方
グルタミン酸，N -methyl-D-aspartate 及びカイニン酸
などのグルタミン酸受容体アゴニストにより誘発される神
法
１．実験動物
経毒性や行動毒性は，ニコチン性アセチルコリン受容体
実験には，６∼７週齢の ddY 系雄性マウス（日本
（nAChR）アゴニストのニコチンにより抑制されることか
ら，ニコチンによる神経保護作用が指摘されている．
SLC）を用した．動物は，入荷後約１週間，室温 22±
２℃の明暗サイクル（明期，6：00∼18：00）環境下で飼
また，ニコチン性アセチルコリン神経系は，注意力や記
育し，及び水は自由に摂取させた．
憶・学習などの認知機能に密接に関連している
２．実験手順
．中枢
神経系の nAChR には，それぞれ５量体からなる α タイ
プと αβ タイプがあり，さらに α タイプには α2，α5，
自発的替行動の測定にはＹ字迷路（アーム長 40cm，
壁高 12cm，上部幅 10cm，床幅３cm）を用した．
α7，α8及び α9のサブタイプが，αβ タイプには α3
β4，α4β2及び α6β3のサブタイプがあることが知ら
自発的替行動の測定は，Sarter et al.（1988）の方法
に準じて行った．マウスをＹ字迷路内に置き，８間に
れている．なかでも α4β2nAChR と α7nAChR は注
わたって迷路内を自由探索させ，マウスが選択したアーム
意力や作業記憶など認知機能に重要な役割を果たしている
を順に記録した．マウスが測定時間内に各アームを選択し
109
た回数を記録し，これを
アーム選択数（total arm
）とした．次に，この中から連続して異なる３本
entries
のアームを選択した組み合わせを調べ，この数を替行動
３．
数とした．替行動数をアーム選択数から２を引いた数
トの影響を検討した．
で割り，その値に 100を掛けて求めた数値を
発性自発的替行動障害に及ぼす選択的 nAChR アゴニス
替行動率
（alternation behavior（％）
）とし，これを自発的
動の指標とした．
察
Ｙ字迷路を用いてマウスの記憶喪失性貝毒ドウモイ酸誘
ニコチン性アセチルコリン神経系は，注意力や記憶・学
替行
習などの認知機能に密接に関連している
．また，中枢
神経系における主要な nAChR は α4β2nAChR と α7
３．用薬物と投与方法
nAChR のサブタイプに大別されている．
nAChR アゴニストのニコチンは，α4β2nAChR を介
ドウモイ酸（Domoic acid, Sigma 社製）
，ABT-418
（3-methyl-5［(2S)-1-methyl-2-pyrrolidinyl］isoxazole
して注意機能障害を改善することが報告されている
．
hydrochloride, Sigma-RBI 社製）， RJR-2403（ N methyl-4-(3-pyridinyl)-3-butene-1-amine hemigalac-
また，ニコチンは α7nAChR を介して学習・記憶障害を
tarate, Sigma 社製）， anabasine（（±)-anabasine,
Sigma 社製）を用した．これらの薬物はすべて生理食
られている海馬長期増強現象を増強すること
塩水に溶解した．ドウモイ酸は，自発的
改善すること
や学習・記憶の電気生理学的基盤と
え
が報告さ
れている．
替行動測定の
24時間前にマウスへ単回腹腔内投与した．ABT-418，
RJR-2403，anabasine は，自発的替行動測定の 20 前
に単回皮下投与した．対照群には 10mL/kg の 0.9％生理
食塩水を投与した．
４．統計学的処理
各実験において
用した動物数は１群あたり 15匹とし
た．替行動率及び
アーム選択数は平値±標準誤差で
表した．二群間の比較には t 検定を用い，三群以上の比較
には，一元配置散
析を行い，有意差が認められたもの
については，Dunnett の多重比較検定を行った．なお，こ
れらの統計処理では，原則として危険率を５％とした．
結果及び
察
１．マウスのドウモイ酸誘発性自発的替行動障害に及ぼ
す選択的 α4β2nAChR アゴニストの影響
ドウモイ酸誘発性自発的替行動障害に及ぼす選択的
α4β2nAChR アゴニストの影響を Fig.1 及び２に示す．
ドウモイ酸（3mg/kg）は対照群と比較しマウスの替行
動率を有意に低下させた（Fig.1A）
．これに対し，マウス
の
アーム選択数はドウモイ酸による影響は認められな
かった（Fig.1B）．ドウモイ酸による
替行動率の低下は
選択的 α4β2nAChR アゴニストの ABT-418（0.01及
び 0.1mg/kg）及び RJR-2403（3及び 10mg/kg）によ
り用量依存的かつ有意に改善された（Fig.1A 及び 2A）．
また，アーム選択数は選択的 α4β2nAChR アゴニス
トによる影響は認められなかった（Fig.1B 及び 2B）
．
２．マウスのドウモイ酸誘発性自発的替行動障害に及ぼ
す選択的 α7nAChR アゴニストの影響
ドウモイ酸誘発性自発的替行動障害に及ぼす選択的
Fig.1 Effects of ABT-418 on Domoic Acid-induced
Impairment of Spontaneous Alternation (A)
and Total Arm Entries (B) in Mice
α7nAChR アゴニストの影響を Fig.3 に示す．ドウモイ
酸による替行動率の低下は選択的 α7nAChR アゴニス
Domoic acid (3 mg/kg,i.p.)was administered 24 hours before the
test. ABT-418 (0.001-0.1 mg/kg, s.c.) was administered 20 min
before the test.Data are expressed as the mean±S.E.M.(vertical
bars).The number of mice used are shown in the columns. ＊ p＜
0.001 vs. saline treated-group；♯♯ p＜0.01；♯♯♯ p＜0.001 vs.
domoic acid alone.
ト anabasine（0.3∼3mg/kg）では改善されなかった
（Fig.3A）
．また，アーム選択数は anabasine による影
響は認められなかった（Fig.3B）
．
110
そこで，ドウモイ酸誘発性自発的替行動障害に及ぼす
セチルコリン神経の神経終末に存在することが知られてい
サブタイプ選択的な nAChR アゴニストの影響を検討した．る
．ドウモイ酸により海馬グルタミン酸神経細胞が
ドウモイ酸による替行動率の低下は，anabasine では
改善されず，ABT-418 及び RJR-2403 により用量依存的
破壊されることから，海馬グルタミン酸神経の神経終末に
かつ有意に改善されたことから，ドウモイ酸誘発性自発的
的 α7nAChR アゴニストの anabasine が効果を示さな
替行動障害には選択的 α4β2nAChR アゴニストが有
効であることが示唆された．
かったものと推察される．この仮説は，ドウモイ酸誘発性
本研究において，選択的 α4β2nAChR アゴニストの
ABT-418 及び RJR-2403 がドウモイ酸誘発性自発的替
行動障害を改善し，選択的 α7nAChR アゴニストの
nAChR ではなく α4β2nAChR を介するという報告
からも支持される．
anabasine が改善しなかったという結果から，次のような
仮説がえられる．
行動障害に及ぼすサブタイプ選択的な nAChR アゴニスト
海馬において α7nAChR はグルタミン酸神経の神経終
障害は選択的 α4β2nAChR アゴニストにより改善され
末に，α4β2nAChR は中隔から海馬へ投射しているア
ることから，α4β2nAChR アゴニストにドウモイ酸中
存在する α7nAChR の機能が障害されたことにより選択
自発的
替行動障害に対するニコチンの改善作用が α7
以上より，マウスにおけるドウモイ酸誘発性自発的替
の影響を明らかにした．ドウモイ酸誘発性自発的替行動
Fig.2 Effects of RJR-2403 on Domoic Acid-induced
Impairment of Spontaneous Alternation (A)
and Total Arm Entries (B) in Mice
Fig.3 Effects of Anabasine on Domoic Acid-induced
Impairment of Spontaneous Alternation (A)
and Total Arm Entries (B) in Mice
Domoic acid (3 mg/kg,i.p.)was administered 24 hours before the
test. RJR-2403 (1-10 mg/kg, s.c.)was administered 20 min before
the test. Data are expressed as the mean±S.E.M . (vertical bars).
The number of mice used are shown in the columns. ＊ p＜0.001
vs. saline treated-group；♯ p＜0.05；♯♯♯ p＜0.001 vs. domoic
acid alone.
Domoic acid (3 mg/kg,i.p.)was administered 24 hours before the
test.Anabasine(0.3-3 mg/kg,s.c.)was administered 20 min before
the test. Data are expressed as the mean±S.E.M . (vertical bars).
The number of mice used are shown in the columns. ＊ p＜0.001
vs. saline treated-group.
111
毒による記憶障害に対する治療薬としての可能性が示唆さ
れた．
文
献
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