アルツハイマー病の神経炎症における免疫系応答の役割解明

Research Project

Project/Area Number	21K07273
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	小峯起名古屋大学, 環境医学研究所, 講師 (00456211)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	アルツハイマー病 / ミクログリア / 免疫系 / シングルセル解析 / 免疫細胞 / 神経炎症 / 末梢免疫
Outline of Research at the Start	アルツハイマー病(AD)における最近の全ゲノム関連解析により、ミクログリアや免疫系に関連するADリスク遺伝子が同定されたことや、AD患者の免疫系の変化が観察されることから、病因タンパク質によって活性化したミクログリアによる神経炎症と免疫系に注目が向けられているが、免疫系の応答の役割は不明である。本研究は、末梢免疫応答性の異なる2系統のADモデルマウスを比較し、AD病態やミクログリア機能に起こる変化を明らかにする。本研究で得られる知見は、特定の細胞や免疫系の応答制御をターゲットにした新規治療法およびバイオマーカーの開発にも繋がることが期待される。
Outline of Annual Research Achievements	認知症の原因として最も頻度の高いアルツハイマー病(AD)は、老人斑（アミロイドβ蓄積）、神経原繊維変化(リン酸化タウの蓄積)、神経炎症（グリア細胞の活性化）を病理学的特徴とする。最近の全ゲノム関連解析により、ミクログリアや免疫系に関連するADリスク遺伝子が同定されたことや、AD患者の免疫系の変化が観察されることから、神経炎症と免疫系に注目が向けられている。従来の報告から、ADにおける神経炎症は、免疫系とミクログリアの相互作用による神経傷害/保護機能が複雑なバランスで成り立っていることが予想されているが、免疫系の応答の役割を直接示した報告はない。本研究は、末梢免疫応答性の異なる2つの系統（C57BL/6:Th1優位、BALB/c：Th2優位）の遺伝背景を持つ2種のADモデルマウス（APP-KI(B6)、APP-KI(Balb)）の表現型を比較し、AD病態における免疫系の応答の役割の解明およびそれに関与するミクログリアや免疫細胞の亜集団を同定することを目指し、研究を進めている。今年度は、予定通りシングルセルRNAシーケンス解析を実施した。現在も解析を進めているが、これまでのクラスタリング解析から、両ADモデルマウスにおける病態関連ミクログリア（DAM）のクラスター集団に違いが見られることが判明した。また、両野生型マウスの恒常性ミクログリアのクラスター集団においてもその分布が異なることが判明し、末梢免疫環境などの環境要因による影響を示唆するデータも得られた。今後、これらの違いを遺伝子発現レベルや組織レベルで詳細に解析することで、免疫系の関与や新たな病態関連ミクログリアの同定に繋がる可能性があるため意義深い発見であると考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 今年度は、末梢免疫応答性の異なる2種類のADモデルマウスおよび野生型マウスの脳におけるシングルセルRNAシーケンス解析を中心に行った。データ解析手法の習得に少し時間がかかったが、これまでの解析により、ADモデルマウスのみならず、野生型マウスにおいても両系統でミクログリアのクラスター集団が異なることを明らかにできた。しかしながら、その分、ELISAによる脳内Aβ量の定量解析に遅れが生じたため、やや遅れていると評価した。
Strategy for Future Research Activity	今年度までの解析により、末梢免疫応答性の異なる2種類のADモデルマウスの認知機能障害に差があること、ミクログリア亜集団に違いが見られることが判明している。今後は、シングルセルRNAシーケンス解析をさらに進め、具体的なミクログリア亜集団の同定やそれらの細胞が発現する遺伝子のエンリッチメント解析やパスウェイ解析を行い、違いの見られたミクログリア亜集団のADにおける役割や免疫系との連関について明らかにする予定である。また、同定されたミクログリア亜集団のマーカー分子などを用いて組織解析も行い、Aβ凝集との位置関係などについても明らかにする。さらには、脳内のAβの定量比較等も正確に行い、Aβ蓄積や神経傷害との関係についても明らかにする。