断 眠スト レス負荷時 の二コチ ンが
条件付け場所嗜好性 に与える影響
山川 亜 寿 花・ 山本 隆宣
要 約
本 実 験 は、 条 件 付 け 場 所 嗜 好 性 試 験(conditioned place preference ; ＣＰＰ） に 断 眠 ス ト レ ス 負 荷 が 及 ぼ す 影 響 を 調 べ た も の で あ る 。 環 境 の 異 な る ２つ の ボ ッ ク スを 用 意 し 、 事 前 に ラ ッ ト の ボ ッ ク ス に 対 す る 滞 在時 間 か ら ラ ッ ト の 嗜 好 性を 測 っ た。 そ の う ち、 滞 在 時 間 の短 か っ た ボ ッ クス で は条 件 付 け を 行 う た め に 二 コ チ ンを 投 与 し 、 ま た 滞 在 時 間 の 長 か っ た ボ ッ ク ス で は 生 理 食 塩 水 を 投 与 す る 事 を ８ 日 間 繰 り 返 し た。 そ の 結 果 、 二 コ チ ンを 投 与 し て条 件 付 け を 行 っ た グ ル ー プ は ボ ッ ク ス へ の 滞 在 時 間 が 上 昇 し た。 し か し 、 斷 眠 スト レ ス を 伴 う場 合 は 、 条 件 付 け を お こ な っ た ボ ッ ク ス に お け る 滞 在 時 間 に 上 昇 が みら れ な か っ た 。 二 コ チ ン は 二 コ チ ン 性 ア セ チ ル コ リ ン受 容 体 に 作 用 し 、 最 終 的 に は報 酬 系 ド ー パ ミ ン 神 経 に 働 き か け 脳 内 の ド ー パ ミ ンを 上 昇 さ せ る と い う 知 見 を 考 え 合 わ せ る と 、 二 コ チ ン依 存 は 脳 内 の ド ー パ ミ ン 機 能 を 亢 進 と 関 係 し て い る こ と が 推 察 さ れ る 。 さ ら に 断 眠 ス ト レ スに よ っ て 嗜 好 性 の 低 い ボ ッ ク スに 対 す る 滞 在 時 間 が 上 昇 し な か っ た の は こ れ ら の 二 コ チ ン の 作 用 に断 眠 スト レ ス が 影 響 を 及 ぼ し た こ と が 伺 え る。
序 論
条 件 付 け 場 所 嗜 好 性 試 験(conditioned place preference ; ＣＰＰ） は 依 存 性 薬 物 の評 価 法 で あ り、 薬 物 の 報 酬 効 果 を 簡 便 に 評 価 で き る方 法 と し て 、 依 存 性 形 成 の 検 討 で広 く 使 わ れ て い る 。 主 な 方 法 と し て は環 境 の 異 な る ２ つ の 部 屋 を 用 意 し 、 薬 物 の条 件 付 け を 行 う もの で あ り、 事 前 に ラ ット に ２つ の部 屋 を 自 由 に 探 索 さ せ る （ｐｒｅテ スト ）。 そ の う ち 滞 在 時 間 の 短 い 方 （ 条 件 付 け ボ ッ ク ス） で は薬 物 を 繰 り 返 し 投 与 し 、 滞 在 時 間 の長 い 方 （ 嗜 好 性 ボ ッ ク ス） で は 生 理 食 塩 水 を 繰 り返 し 投 与 す る と 、 薬 物 を 投 与 せ ず に 自 由探 索 さ せ た時(post テ ス ト ） に 条 件 付 け ボ ッ クス へ の 滞 在 時 間 があ が る と い う も の で あ る 凵 几 本 実 験 で はＣＰＰで 使 用 す る 薬物 と し て 二 コ チ ンを 使 用 し た 。 二 コ チ ン は タ バ コ に含 ま れ て い ― 179 −
物 と し て 入 手 し や す く、 タ バ コを や め た い と思 っ て も や め ら れ な い 二 コ チ ン 依 存 に 陥 っ て い る 人 も多 い 。 二 コ チ ン が依 存 を 引 き 起 こ す メ カ ニ ズ ム は ま だ 完 璧 に は 分 か って い な い が、 ほ と ん ど の 依 存 性 薬 物 の 形 成 過 程 に は本 質 的 な 差 異 は な い と さ れ て お り、 最 終 的 に は 報 酬 系 を 司 る 脳 内 の ド ー パ ミ ンを 増 加 さ せ る こ と で 依 存 を ひ き お こ す と さ れ て い る 几 二 コ チ ン 依 存 の形 成 過 程 の 最 初 の段 階 と し て 、 二 コ チ ン は ア セ チ ル コ リ ン の ア ゴ ニ ス ト で あ る こ と か ら 、 二 コ チ ン性 ア セ チ ル コ リ ン 受 容 体 （ｎＡＣｈＲ ） に 作 用 す る。 ｎＡＣｈＲ は主 に 中 枢 神 経 お よ び 末 梢 に存 在 し 、 中 脳 の腹 側 被 蓋 野 、 側 座 核 な ど の ｎＡＣｈＲ に 二 コ チ ン が 結 合 す る 。 そ の後 、 グ ル タ ミ ン酸 の 作 用 を 介 し て ド ー パ ミ ン の 放 出 が 促 進 さ れ る 几 図 １ に 示 す よ う に 、 ド ー パ ミ ン 神 経 は 中 脳 や 黒 質 ・ 腹 側 被 蓋 野 に 細 胞 体 を 有 し 、 そ の軸 索 は 尾 状 核 、 一 部 の 前 頭 前 野 、 扁 桃 体 、 線 条 体、 側 坐 核 に 投 射 し て い る に ）几 ド ー パ ミ ン 神 経 は 報 酬 系 と 呼 ば れ多 幸 感 や 満 足 感 を 発 現 さ せ 、 正 の強 化 効 果 を ひ き 起 こす と さ れて お り 、 な か で も中 脳 辺 縁 系 の ド ー パ ミ ン神 経 が 重 要 な 役 わ り を 果 た し て い る 几 こ の よ う に 二 コ チ ンの 働 き に より ド ー パ ミ ン の 機 能 が亢 進 さ れ る こ と に よ っ て 依 存 が 形 成 さ れ る と さ れ て い る。 禁 煙 の た め の 手 段 とし て、 タ バ コ以 外 か ら少 量 の二 コ チ ンを 摂 取 す る 方 法 や 禁 煙 治 療 薬 の 使 用 な ど が あ げ ら れ る。 ブ プ ロ ピ オ ン(bupropion) は禁 煙 治 療 薬 と し て 使 用 さ れ て い る が、 米 国 で は 坑 うつ 薬 と し て 使 用 さ れて お り 、 脳 内 で ノ ル ア ド レ ナ リ ン及 び ド ー パ ミ ンの 機 能 を 亢 進 さ せ る も の で あ る 几 さ ら に 、 う つ 病 の 治 療 の 一 つ に 断 眠 療 法 と い う 治 療 法 が あ り 气 断 眠 に よ っ て も脳 内 の ド ー パ ミ ンに 上 昇 が 見 ら れ る と さ れ るｏ こ と か ら、 断 眠 ス ト レ ス負 荷 が、 二 コ チ ン依 存 の 形 成 に 影 響 を 及 ぼ す と 考 え た 。 ラ ッ ト に 二 コ チ ン依 存 の 形 成 を 及 ぼ す 方 法 と し て ＣＰＰを 行 っ た。 断 眠 ス ト レ ス に、 禁 煙 治 療 薬 と 同 じ よ う な 効 果 が あ る な ら ば 断 眠 ス ト レ ス を 及 ぼ し た ラ ッ ト はＣＰＰ に お い て 二 コ チ ン依 存 が形 成 さ れ な い と 考 え ら れ る 。 扁 桃体中 心核 観床 下 郎 弓 図 １ ． ラ ッ ト 脳 の 主 要 ド ー パ ミ ン 経 路 。 腹 側 被蓋 野 （A10 付 近） か ら側 坐 核を 経 て 前 頭皮 質 へ 至 る投 射 経 路 が報 酬 系 で は重 要 と さ れて い る。 −180 −
断 眠 ス トレ ス負 荷 時の 二 コ チ ンが 条 件 付 け場 所 嗜 好性 に与 え る影 響 飼 育 環 境 被 験 体 ラ ッ ト は ９ 週 齢 の 雌Sprague-Dawley ラ ッ トを10 匹 用 意 し た。 統 制 群 ・ 断 眠 群 の ２つ の群 へ ５ 匹 ず つ 振 り 分 け， そ れ ぞ れ 群 別 に ２ 匹 と ３ 匹 に わ け た ２ つ の ゲ ー ジ で 飼 育 し た。 12時 間 の 明 暗 周 期 下 （ 明 時 間08 : 00∼20 : 00， 暗 時 間20 : 00∼08 : 00), 室 温23 °C±2 ℃ で 水 道 水 と 日 本ＳＬＣの 飼 料 （ ラ ボＭＲ ス ト ッ ク） を 自 由 に 摂 取 で き る 環 境 で 飼 育 し た。 CPP 装 置 ２ ボ ッ ク ス （30（ｗ）×60 (1)×30（h ）cm ） に な っ て お り 、 一 方 の ボ ッ ク スが 黒 色 で 、 他 方 の ボ ッ ク ス が 白 色 にな っ て い る。 白 黒 の表 裏 に な っ た 仕 切 り を 真 ん 中 に 入 れ る こ と で 白 の ボ ッ ク スと 、 黒 の ボ ッ ク ス に 分 け る こ と が 出 来 る。 中 央 の 仕 切 り は ア ク リ ル 板 を 使 用 し、 ボ ッ ク ス に は 厚 さ ９ｍｍ の ベ ニ ヤ板 を 使 用 し た。 ま た、 ラ ッ ト が 直 接 上 に 乗 る ボ ッ ク ス の 底 に の み 、 厚 さ0.5mm の ア ク リ ル 板 を 貼 り 付 け た（ 図 ２）。 図2. CPP 装置 薬 物 薬 物 投 与 は す べ て 腹 腔 内 投 与 に よ り 行 っ た 。 二 コ チ ン はSigma-aldrich の(-)-Nicotine hydrogen tartrate salt を 使 用 し た。 生 理 食 塩 水 ・ 二 コ チ ン 共 に投 与 量 は １ ｍＬ/ｋｇと し、 二 コ チ ン の濃 度 は0.5mg/kg と し た几
CPP 装 置 に よ る 行 動 観 察
１ 日 目 に、 仕 切 り を 外 し た 状 態 のＣＰＰ装 置 に15 分 間 ラ ッ ト を い れ 、 ２つ の ボ ッ ク ス を 自 由 に 行 き 来 さ せ 白 ボ ッ ク ス で の 滞 在 時 間を 計 り 、 こ れ をｐｒｅ値 とし た。
し た 状 態 のＣＰＰ装 置 に ラ ット を40 分 間 閉 じ 込 め た 。 二 コ チ ンを 投 与 し た ラ ッ ト は 白 ボ ッ ク スに 閉 じ 込 め 、 生 理 食 塩 水 を 投 与 し た ラ ッ ト は黒 ボ ッ ク ス に 閉 じ 込 め た。 二 コ チ ン を 投 与 す る 囗と 生 理 食 塩 水 を 投 与 す る 日 の ２ 日 間を １ セ ッ シ ョ ン と し 、 ４セ ッ シ ョ ン （ ８ 日 間 ） 行 っ た。 二 コ チ ン と 生 理 食 塩 水 の 投 与 は １ 日毎 の 交 互 に 行 い、 ど ち らを 先 に 打 つ か に つ い て は カ ウ ン タ ー バ ラ ン スを と っ た。 最 終 日 に、 １ 日 目 と 同 じ く 仕 切 り を 外 し た 状 態 のＣＰＰ装 置 に15 分 間 ラ ッ ト を い れ、 ２つ の ボ ッ ク スを 自 由 に行 き 来 さ せ た。 ま た 、 最 終 日 の 白 ボ ッ ク ス の 滞 在 時 間をpost 値 と し た。 １ 日 目 と 最 終 日 に ラ ット をＣＰＰ装 置 に 入 れ る 際 に 、 ラ ッ ト を 白 。 黒 ボ ッ ク ス の そ れ ぞ れ の 端 に 壁 の 方 を 向 か せ て 入 れ、 白 と 黒 の ど ち ら の ボ ッ ク スか ら 開 始 す る か に つ い て は カ ウ ン タ ー バ ラ ン スを と っ た 。 断 眠 疲 労 モ デ ル 作 成 ＣＰＰ装 置 で の 行 動 観察 に お け る 条 件 付 け の ８日 目 の18 : 30か らpost テ ス トを 行 う 日 の11 : 30 ま で17 時 間 の 断 眠を 行 っ た。 斷 眠 群 は ゲ ー ジ に 水 深1.5cm の 水 を 張 り 、 ラ ッ ト が 寝 る と 顔 が 水 に浸 か っ て し ま う 様 にし た。 コ ン ト ロ ール 群 は ゲ ー ジ の片 側 の 下 に 台 を い れ ゲ ー ジを 傾 い た 状 態 （ 傾 斜 ５度 ） に し、 水 を 入 れ た。 台 を 入 れ た 方 の 端 に 約10cm ほ ど の、 水 の 無 い ス ペ ー ス を 作 っ た。 水 深 は 最 も 深 く な る と こ ろ を1､5cm と し 、 ゲ ー ジ は （22（ ｗ）×38 ① ×18（h ）cm ） で 底 の 平 ら な も の を 使 用 し た （ 図 ３）。 図 ３．断 眠操 作時 の コン トロ ール群 ゲ ージ ― 182 ―
滞 在 時 間 ︵ 秒 ︶ 210 190 170 ０ ０ ０ ０ ｒ ｎ リ り ０ １ Ｑ り １ １ １ ０ ０ ７ ｣ Ｏ 断 眠 ス トレ ス負 荷 時の 二 コ チ ンが 条 件 付 け場 所 嗜 好性 に与 え る影 響 pre
結 果
post ‥ ◆‥ コントロり レ群 - ●一 断眠群 図 ４．条件 付け ボッ ク ス滞在 時 間 二 コ チ ンを 投 与 し て 条 件 付 けを 行 っ た グ ル ー プ は ボ ッ ク ス へ の 滞 在 時 間 が 上 昇 し た。 こ の こ と を 確 認 し た う え で 次 に 斷 眠 スト レ スを 加 え た 。 そ し て コ ント ロ ー ル 群 と断 眠 群 の 間、 お よ び pre-post 間 に 平 均 値 の差 が み ら れ る か ど う か を 検 討 す る た め、 二 元 配 置 分 散 分 析 を 用 い た 統 計 解 析 を 行 っ た 。 断 眠 群 と コ ン ト ロ ー ル 群 の 間 は 被 験 者 間 要 因 、pre-post 間 は 被 験 者 内 要 因 の 統 計 処 理 を 行 っ た。 そ の 結 果 、 コ ン ト ロ ー ル群 と断 眠 群 間 の 要 因 に 主 効 果 は み ら れ な か っ た (F(1.8) =1.009, MSe=4633.569 。7.ｓ.)。 ま た 、pre-post 間 の 要 因 に も主 効 果 は み ら れ な か っ た 0(1.8) =0.907, MSe=1849.330, お｡)。考 察
本 実 験 は 、 二 コ チ ン を 使 用 し た 条 件 付 け 場 所 嗜 好 性 試 験(conditioned place preference ; ＣＰＰ） を 用 い て 、 断 眠 ス ト レ ス がＣＰＰに及 ぼ す 影 響 を 調 べ た も の で あ る。 二 コチ ン の 作 用 に よ り、 脳 内 の ド ー パ ミ ン が 上 昇 す る こ と によ っ て 二 コ チ ン 依 存 が形 成 す る と こ と が 報 告 さ れ て い る い 。 と こ ろ が 断 眠 ス ト レ ス負 荷 を 及 ぼし た ラ ット は 二 コ チ ン 依 存 が 形 成 さ れ な い と い う 結 果 を 得 た 。 禁 煙 治 療 薬 で は 脳 内 の ド ー パ ミ ンを 上 昇 さ せ る が 、 断 眠 に よ っ て も 同 様 に 脳 内 の ド ー パ ミ ンが 上 昇 す る な ら ば 二 コ チ ン 依 存 の形 成 は 困 難 に な る もの と考 え ら れた 。 図 ４ に 示 す よ う に 、pre-post 間 の コ ン ト ロ ー ル 群 、post の 断 眠−コ ン ト ロ ー ル 群 間 に お い て も 有 意 な差 は み ら れ な か っ た。 特 にpre-post 間 の コ ント ロ ー ル 群 に お い て 有 意 差 が み ら れ な い こ と は、 そ も そ もＣＰＰに お い て 二 コ チ ン 依 存 の 学 習 が 形 成 さ れ な か っ た 可 能 性 が 示 唆 さ れ る 。 し か し 、 断 眠 操 作 を 行 わ ないＣＰＰで は 、pre-post 間 に 差 が み ら れて お り 、 コ ン ト ロ ー ル 群 の 作 成 の 際 に 他 の 要 因 が影 響 し た こ と が 考 え ら れ る 。 本 実 験 で は、 純 粋 な 断 眠 の 作 用 だ け を 見 る た ― 183 ―
た。 ド ー パ ミ ン の上 昇 は ス ト レ ス で も起 こ る と さ れ る が に2)、 ゲ ー ジ へ 水 を 加 え た こ と が スト レ ス 刺 激 と な り コ ント ロ ー ル 群 の ド ー パ ミ ンニ ュ ー ロ ン に 影 響 を 及 ぼ し た こ と が 考 え ら れ る。 今 回 の 結 果 か ら 、 断 眠 な ど の行 動 に よ り 、 二 コ チ ン に対 す る 依 存 を 軽 減 さ せ る か もし れ な い こ と が示 唆さ れ た。 し かし 、 本 実 験 で は、 実 際 の ド ー パ ミ ンの 動 き を みる た め の 生 理 指 標 を と っ て お ら ず 、 行 動 の みを 観 測 し て い る。 そ の た め、 で ド ー パ ミ ン の 働 き に つ い て は 想 像 の 域 を 出 る こ と が で き な か っ た。 今 後 の実 験 の 課 題 と し て は、 純 粋 な 断 眠 ス ト レ ス負 荷 だ け を み る こ と が で き る さ ら な る 工 夫 と、 ド ーパ ミ ン の ア ゴニ ス ト を 用 い る な ど の研 究 を 行 う 必 要 が あ る。
謝 辞
本 論 文 を完 成 さ せ る にあ た り、 多 く のア ド バ イ スを い た だい た 畦 地 裕統 さ ん、 福 本敏 宏 さ ん、 小 澤 弘 希 さ ん、 神 経 生 理 学 研 究 室 の下 瀬 寛 統 さ ん、 田宮 早 紀 さ ん 、 西 村 直 樹 さ ん、 共 同 研 究 室 の 山 本 真規 子 さ ん に 感 謝 い た し ます。 引 用 文 献 １） 船 田正 彦2005 条 件 付 け 場所 嗜 好 性 試験 によ る 薬物 報 酬 効 果 の評 価 ： 基 礎 と応 用 日薬 理 誌 126 10-16 2 ） 鈴 木 勉 1999 薬 物 の報 酬 効 果 測定 法− ＣＰＰ（ 条件 付け 場 所 嗜 好性 ） 試 験 に つい て 日 薬 理 詰 114 365-371 3 ） 松 下正 明 1999 薬 物 ・ ア ル コ ール 関連 障害 P351-355 中 山書 店 ４） 宮里 勝政 2001 二コ チ ン 依存 な ら び に報 酬 効 果 に関 す る 新 展 開 日 本 薬理 学 雑 誌 117 27-34 5) Neil Ｒ. Carlson 泰 羅 雅 登 ・ 中村 克 樹 （ 訳）2008 弟 ２版 カ ール ソ ン神 経 科 学 テ キ ス ト ー 脳 と 行 動− P121-122 丸 善6 ) Cooper, J.R., Bloom, F.E. &Roth, R.H. (1982). The Bioc加・ical Basis of Ne『ophar-macology, 4th edn･ Oxford University Press.
7 』J.Ａ グレ イ ハ木 欽 治 （訳) 1991 スト レ ス と 脳 P349 朝 倉書 店 ８） 朝 倉 邦造 1994 睡 眠 学 ハ ンド ブ ック P137 朝 倉 書店
9) Brock JW, Hamdi Ａ， Ross Ｋ ， Payne Ｓ， Prasad C 1995 REM sleep deprivation alters dopamine Ｄ２ receptor binding in the frontal cortex.
10) Jennifer Ｍ. Brielmaier, Craig Ｇ. McDonald, Robert F. Smith 2008 Nicotine place preference m ａ biased conditioned place preference design Pharmacology, Biochemistry and Behavior 89 94-100
11） 吉 田 眞治 2000 から だ の 中か ら スト レ スを み る P89-90 学 会出 版 セ ン タ ー
12） 上 田 裕・ 岡正 樹・ 加 藤 裕 彦 ・佐 久 間 泰 司・ 田 村 仁 孝・ 古 玉 克平 ・ 森 尚 美 ・吉 川 洋史 1999 顎 口 腔領 域 の 疼痛 刺 激 か 前 頭皮 質 ド ー パ ミ ン代 謝 に及 ぼ す 影 響 歯 科 医 学 197-200
