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Role of meningeal lymphatics for traumatic brain injury

Research Project

Project/Area Number 19K10695
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 58040:Forensics medicine-related
Research InstitutionTokyo Women's Medical University

Principal Investigator

Shimada Ryo  東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (10376725)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords髄膜リンパ管内皮細胞 / フローサイトメントリ / セルソータ / Microarray / mRNA発現 / ELISA / タンパク発現 / 髄膜リンパ管 / 脳損傷 / meningeal lymphatics / traumatic brain injury
Outline of Research at the Start

髄膜リンパ機能の障害は、脳への巨大分子の血管内流入および間質液からの巨大分子の流出を遅らせ、マウスにおける認知障害を誘発すると最近報告されている。脳損傷歴のある者は認知症やアルツハイマー病が罹患しやすいと知られている。脳損傷と細胞老化を特徴とする晩年の認知症やアルツハイマー病と直接結びつくのに限界がある。ここで、脳損傷は髄膜リンパ機能に悪影響を与え、晩年の認知症やアルツハイマー病に結びつくと考える。本研究は硬膜と脳細胞の解析を行い、脳損傷後髄膜リンパ管経時的に早期から晩年期までどのように変化しているかと髄膜リンパ管の障害は脳損傷後認知機能に対しどのように関与しているかを解析する。

Outline of Final Research Achievements

The meningeal lymphatics (ML) transport cerebrospinal fluid and brain tissue fluid to the deep anterior cervical lymph nodes via the shallow and deep cervical lymphatics. To capture ML vessel damage in traumatic brain injury (TBI), we used a mouse model of TBI and analyzed changes in mRNA and protein expression in meningeal lymphatic endothelial cells (MLECs) collected by cell sorter from the meninges after creation of brain injury.
The number of MLECs was significantly decreased in the injured group compared to the sham group. The mRNA expression of LYVE1, which is specifically expressed in LECs, in MLECs was significantly decreased in the injured group. On the other hand,mRNA and protein expression of FLT4 and NRP2, which are involved in lymphangiogenesis, in MLECs was significantly increased in the injured group. The results confirmed the impairment and neogenesis of MLECs in traumatic brain injury, suggesting their involvement in the pathogenesis of meningeal lymphangiopathy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

晩年のアルツハイマー病や認知症のリスクの増加は、若年時の中等度および重度の脳損傷に関連している。多くのヒトは早期の脳損傷の症状としては完全に回復したが、新たな認知症状は脳損傷後数十年で現れる。脳損傷時と晩年の間に多くの事象および暴露が脳損傷による障害と相互作用する可能性があるか、あるいは認知症のリスクに寄与する可能性がある。これらの要因に関する客観的な情報はほとんどない。本研究は若年外傷性脳損傷での髄膜リンパ管内皮細胞の障害と新生が確認され、髄膜リンパ管障害の病態への関与が示唆された。今後、髄膜リンパ管障害が晩年脳に及ぼす影響の解析を予定している。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Gene expression in meningeal lymphatic endothelial cells following traumatic brain injury in mice2022

    • Author(s)
      Shimada Ryo、Tatara Yuki、Kibayashi Kazuhiko
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 9 Pages: e0273892-e0273892

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0273892

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マウス外傷性脳損傷後の髄膜リンパ管内皮細胞の遺伝子とタンパクの発現解析2023

    • Author(s)
      島田 亮
    • Organizer
      第46回日本脳神経外傷学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 外傷性脳損傷に伴う髄膜リンパ管内皮細胞の障害と新生2023

    • Author(s)
      島田 亮
    • Organizer
      第107次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 外傷性脳損傷モデルマウスにおける髄膜リンパ管内皮細胞の遺伝子発現変化2021

    • Author(s)
      島田 亮
    • Organizer
      第90回日本法医学会学術関東地方集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Changes in gene expression in meningeal lymphatic vessels in mice with traumatic brain injury2021

    • Author(s)
      島田 亮
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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