中枢神経に作用する薬剤をマウスに投与して、マウスの行動変化を測定した。
前シナプスから後シナプスへ、神経伝達物質を介して刺激が伝わることでマウスが行動する。ここでは、ドーパミンが行動を規定している（だろう）ものとして、実験を行った。
前シナプスでは、チロシンからドーパミンが作られ、シナプス小胞に輸送体を介して取り込まれる。ドーパミンを取り込んだ小胞は、前シナプスの細胞膜に運ばれ、細胞膜と融合すると、中に含まれていたドーパミンがシナプス間隙に放出される。シナプス間隙に放出されたドーパミンは、後シナプスに存在するドーパミン受容体（興奮性）に結合すると、後シナプスで活動刺激が発生し、刺激が伝達される。シナプス間隙中のドーパミンは、分解酵素によって分解されるか、前シナプスの取り込み輸送体によって前シナプスに取り込まれ、再利用される。
今回用いた薬剤は次の通り。投与方法は腹腔内注射。
・Methanphethamine：モノアミン再取り込み輸送体阻害
・Reserpine：小胞モノアミン輸送体阻害剤
・Apomorphine：ドーパミン受容体アゴニスト
・Haloperidol：ドーパミン受容体アンタゴニスト
行動量の測定方法だが、箱に赤外線がいっぱい通っていて、ある時間から次の時間への変位を勝手に考えて計算してくれる賢い機械
と思ったらPCのOSがMeﾜﾛｽwww
薬剤投与前に5分間遊ばせて、対照にする。ここからは、5分間にどれだけ動いたか、ということがプロットされている。
つまり、横軸は-5分〜0分、薬剤投与、0分〜5分、5分〜10分、10分〜15分、15分〜20分で、その時間中どれだけ箱内をがちゃがちゃ動いたか、その相対値を縦軸にとっている。
実験1
Methanphetamineを投与し、25分間の行動を5分ごとに測定する。
Methanphethamineによりシナプス間隙中のドーパミン再取り込みが減って、残存ドーパミンが多くなるので、行動量は増加する、はずなんだろうけどねえ…
減っちゃったやつはなんなんだろ?
実験2
Reserpineを投与して20時間後のマウスの行動を5分間測定する。その後、Methanphetamineを投与し、20分間の行動を5分ごとに測定する。
Reserpinを投与すると、小胞にドーパミンが取り込まれなくなるので、ドーパミンがシナプス間隙に放出されなくなる。つまり刺激が後シナプスに伝達されない。そして、小胞内にちょっと残っていたドーパミンがだんだん分解されて最終的に枯渇するから、Methanphethamineで再取り込み阻害してシナプス間隙中のドーパミン濃度を上昇させても意味ね〜よみたいな感じだったのに、行動量増加だと…?
なんかこれは、実はドーパミンは枯渇しきってないし、小胞を介するドーパミン放出だけではく、再取り込み輸送体を逆行することもあるらしい、とかいう説明で、これ無理ゲーじゃん?と思ったり思わなかったり。
実験3
Reserpineを投与して20時間後のマウスの行動を5分間測定する。その後、Apomorphineを投与し、20分間の行動を5分ごとに測定する。
Apomorphineはドーパミン受容体アゴニストなので、実験2みたいにドーパミン枯渇させてもドーパミン受容体作動して刺激が伝導して行動増えるぜやっほい!!みたいな感じ
なのに
なんだ真ん中の急激な低下は…?
たぶん、注射がへたくそでなんか起きたのだろう。うん。
実験4
Methanphetamineを投与し、10分間の行動を5分ごとに測定する。その後、Haloperidolを投与し、15分間の行動を5分ごとに測定する。
Methanphetamineのせいでシナプス間隙中にドーパミン多いわっしょいという状況に、ドーパミン受容体アンタゴニストであるHaloperidolを投与するとどうなるか、という話。
行動量が低下したので、Haloperidol優位なのだろう。
実験5
Methanphetamineを投与し、10分間の行動を5分ごとに測定する。その後、Reserpineを投与し、15分間の行動を5分ごとに測定する。
Methanphetamineのせいでシナプス間隙中のドーパミン量は減らないけど、Reserpineにより小胞の機能を阻害して、ドーパミンの供給を絶ったらどうなるか。
う〜ん。
なんか増加傾向。
ドーパミンの供給は小胞からだけではなく、再取り込み輸送体の逆行もあるとか
無理ゲーだろ。
最後にスクリプト。実はこれ、タイトルをベクトル化しておいて添え字で呼び出すという技術を知らないときに書いたから、for使っていなくて無駄に縦長。
time<- c(0,5,10,15,20,25) # min #experiment 1 AC<- c(3159,1865,2070,994,1191,1106) Ac<- c(3326,931,1768,3431,6256,9329) BC<- c(2553,2932,3545,5373,5719,6105) Bc<- c(2515,2140,2241,2085,2761,2674) aC<- c(3528,3074,5445,5731,4902,5540) ac<- c(1895,2069,3937,4704,5693,5635) bC<- c(1268,1624,1403,1956,2348,2989) bc<- c(1864,2150,2204,2810,3331,3583) Cmean<- (AC+Ac+BC+Bc+aC+ac+bC+bc)/6 #experiment 2 AE<- c(2344,1322,1993,1248,23,697) BE<- c(1653,1010,2392,959,346,162) aE<- c(2876,1804,2188,1914,555,3022) bE<- c(1971,1364,1956,1706,97,209) Emean<- (AE+BE+aE+bE)/6 #experiment 3 Af<- c(3091,1055,1414,1571,1280,1741) Bf<- c(1469,1919,2278,2588,2093,2266) af<- c(3732,401,672,1333,6798,3086) bf<- c(1171,1632,1856,4212,6738,4156) Fmean<- (Af+Bf+af+bf)/6 #experiment 4 AA<- c(208,357,3330,6100,5923,5075) BA<- c(18,179,2881,8444,10498,5960) aA<- c(51,197,1867,3893,6423,3915) bA<- c(0,0,0,1438,1293,3274) Amean<- (AA+BA+aA+bA)/6 #experiment 5 Ab<- c(70,136,355,565,1381,1480) Bb<- c(7,192,965,189,263,190) ab<- c(67,515,988,1272,1704,657) bb<- NA # No data Bmean<- (Ab+Bb+ab+bb)/6 cex<- 0.5 # プロットする○の大きさ。 col<- c("red","blue","green","yellow","orange","purple","lightblue","violet","black") # 色を付けようと思っていた。 #0-methanphetamine ylim<- c(min(AC,Ac,BC,Bc,aC,ac,bC,bc),max(AC,Ac,BC,Bc,aC,ac,bC,bc)) par(mfcol=c(2,4)) plot(time,AC,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1A-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"mp") plot(time,Ac,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1A-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"mp") plot(time,BC,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1B-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"mp") plot(time,Bc,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1B-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"mp") plot(time,aC,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2A-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"mp") plot(time,ac,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2A-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"mp") plot(time,bC,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2B-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"mp") plot(time,bc,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2B-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"mp") #plot(time,Cmean,type="b",cex=cex,xlab="",ylab="",col=col[9],main="Mean") #0-methanphetamine 10-haloperidol ylim<- c(min(AE,BE,aE,bE),max(AE,BE,aE,bE)) par(mfcol=c(1,4)) plot(time,AE,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1A-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,50,"mp") text(12.5,50,"halo") plot(time,BE,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1B-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,50,"mp") text(12.5,50,"halo") plot(time,aE,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2A-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,50,"mp") text(12.5,50,"halo") plot(time,bE,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2B-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,50,"mp") text(12.5,50,"halo") #0-methanphetamine 10-reserpine ylim<- c(min(Af,Bf,af,bf),max(Af,Bf,af,bf)) par(mfcol=c(1,4)) plot(time,Af,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1A-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,300,"mp") text(12.5,300,"res") plot(time,Bf,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1B-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,300,"mp") text(12.5,300,"res") plot(time,af,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2A-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,300,"mp") text(12.5,300,"res") plot(time,bf,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2B-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,300,"mp") text(12.5,300,"res") #pre-reserpine 0-methanphetamine ylim<- c(min(AA,BA,aA,bA),max(AA,BA,aA,bA)) par(mfcol=c(1,4)) plot(time,AA,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1A-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"pre-res") text(12.5,300,"mp") plot(time,BA,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1B-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"pre-res") text(12.5,300,"mp") plot(time,aA,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2A-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"pre-res") text(12.5,300,"mp") plot(time,bA,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2B-1",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,1000,"pre-res") text(12.5,1500,"mp") #pre-reserpine 10-apomorphine ylim<- c(min(Ab,Bb,ab),max(Ab,Bb,ab)) par(mfcol=c(1,3)) plot(time,Ab,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1A-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,0,"pre-res") text(12.5,0,"apo") plot(time,Bb,type="b",cex=cex,col=col[9],main="1B-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,0,"pre-res") text(12.5,0,"apo") plot(time,ab,type="b",cex=cex,col=col[9],main="2A-2",ylim=ylim, xlab="Elapsed time [min]",ylab="Movement distance") text(2.5,0,"pre-res") text(12.5,0,"apo")
