反複性軽度外傷性脳損傷の白質初期病変解明

• Project/Area Number: 21K09022
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55060:Emergency medicine-related
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 朱 鵬翔 愛媛大学, 医学系研究科, 助教 (40380216)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阪中 雅広 愛媛大学, 医学部, 研究員 (60170601)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 反復性軽度外傷性脳損傷（rmTBI） / インフラマソーム / 白質損傷 / オリゴデンドロサイト前駆細胞（OPC） / 軽度外傷性脳損傷（MTBI) / 高次脳機能障害 / アストロサイト / inflammasomes / 慢性外傷性脳症（CTE）

Outline of Research at the Start

繰り返し受ける軽度外傷性脳損傷(rmTBI)では損傷部位を特定できない場合が多くで早期診断は難しいが、時間経過とともに高次脳機能障害が出現する。脳損傷の数年から数十年後に、慢性外傷性脳症（CTE）に発展する例が多く報告されている。rmTBI初期では、白質の損傷とグリア細胞の活性化が見られるが、時間と共に脱髄とTauパチーが進行し、記憶障害、認知障害などの症状が見られる。本研究ではrmTBIにおいてOligodendrocytesの損傷と再生とそれに関与するGliaを詳細に検討する。この研究によって、rmTBIによる高次脳機能障害と続発するCTEへの治療法開発の糸口が見出されるものと期待される。

Outline of Annual Research Achievements

一昨年度（令和三年度）では反復性軽度外傷性脳損傷（rmTBI）モデルマウスを用いて、損傷後脳内の組織変化と高次脳機能障害の関連性を確かめた結果、rmTBIによる高次脳機能障害が、インフラマソームを介する自然炎症を抑制するによって改善された。昨年度（令和４年度）では、研究実施計画通りに、初代培養細胞を用いて、グリア細胞特にアストロサイトの活性化がオリゴデンドロサイトの変性と再生への影響を調べた。。インフラマソームを活性化させるために、初代培養Wild type (Wt)アストロサイトにNigericinを投与した。インフラマソーム活性化されたアストロサイトからWt conditioned mediumを採取して、オリゴデンドロサイト前駆細胞（OPC）との共培養に用いた。その結果、正常mediumと比べて、インフラマソーム活性化されたWt conditioned medium用いた OPCの増殖と分化が有意に抑制された。初代培養ASCノックアウト(KO)アストロサイトにNigericinを投与して、インフラマソーム活性化されでないKO conditioned mediumを採取し、OPCの共培養に用いた結果、正常mediumと比べて、KO conditioned medium用いたOPCの増殖と分化には有意差がなかった。以上の結果から、インフラマソームを介する自然炎症に活性化されたグリア細胞が損傷した白質の回復を抑制し、神経機能の悪化に繋がると考えられる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

一昨年度（令和三年度）のモデルマウスを用いた実験で、自然炎症を抑制することによって、rmTBIによる高次脳機能障害が改善された結果を得た。昨年度in vitroで、アストロサイトの活性化がOPCの増殖と分化への影響を調べた結果、インフラマソーム活性化したアストロサイトのconditioned mediumがOPCの増殖と分化を抑制することが確認できた。研究計画通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

一昨年度と昨年度の結果を踏まえて、今年度はrmTBIモデルマウスの長期飼育実験を続け、インフラマソームの活性化が慢性外傷性脳症（C T E）への影響を調べることを目標とする。反復性軽度外傷性脳損傷からCTE発症するまでの経過は未だに不明であり、完全に再現できる動物モデルもない。我々がrmTBIモデルマウスの高次脳機能障害の進展を確認しながら長期飼育し、免疫染色などでTauタンパク質の脳内発現の有無を検出することによりCTEの発症を確認する。脳の遺伝子発現や、神経細胞とグリア細胞の状態を確認することにより、CTE発症マウスとCTE非発症マウスの相異を分子レベルで総合的に検証する予定である。