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デジタル測定による脳内アミロイドβ蓄積とアミロイドβ結合エクソソーム量の相関解析

Research Project

Project/Area Number 22K07341
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

湯山 耕平  北海道大学, 先端生命科学研究院, 特任准教授 (80415546)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords細胞外小胞 / エクソソーム / アルツハイマー病 / アミロイドbeta / デジタル検出
Outline of Research at the Start

神経細胞から放出される細胞外小胞エクソソームは,その表面膜にアルツハイマー病(AD)病因分子のアミロイドbeta(Abeta)が結合することや,グリア細胞へAbetaを運搬することで脳内Abeta代謝に関与することが知られている。しかしAD病態の脳内Abeta蓄積過程におけるAbeta結合エクソソーム量の推移は不明である。本研究課題では,Abeta結合エクソソームを微量で定量可能なデジタル測定技術を用いて,ADモデルマウスの脳内Abeta蓄積過程におけるAbeta結合エクソソーム量の変動を解析する。

Outline of Annual Research Achievements

細胞外小胞エクソソームは,脳内アミロイドbeta(Abeta)の凝集や蓄積に関与することが示唆されているが, アルツハイマー病(AD)アミロイド病理の形成や進行過程でAbeta結合エクソソーム量がどのように変動するのかは不明である。2023年度は,2022年度に計測したADモデルマウス脳組織中のAbeta結合エクソソーム量と血中のAbeta結合エクソソーム量の比較解析を行った。Abeta結合エクソソーム量測定は,デジタル測定法で実施した。ガングリオシドGM1 に結合するコレラ毒素サブユニットB(CTB)で標識された磁性ビーズでGM1含有エクソソームを捕捉後に,DNA オリゴ標識された抗Abeta抗体(BAN50)を反応させ,磁性ビーズ/エクソソーム/抗Abeta抗体の複合体を形成させた。その後,蛍光反応試薬と混合し測定チップへ送液し,抗体を標識しているDNA オリゴでInvasive Cleavage Assay法で蛍光反応させた。最後に測定チップを蛍光顕微鏡で撮影し,蛍光ウェルをカウントすることで,Abeta結合エクソソームの濃度を算出した。その結果,脳組織内Abeta結合エクソソーム量は脳内Abeta蓄積に伴って減少するが、血中Abeta結合エクソソーム量は増加する傾向が顕著にみられ,脳組織と血中のAbeta結合エクソソーム量が逆相関する結果が得られた。しかし今回計測した脳組織エクソソーム画分には,電子顕微鏡観察の結果、小胞の他に膜断片の混入が認められた。脳内/血中エクソソームの比較には,エクソソーム分画の改良または脳脊髄液中のエクソソーム計測を行う必要があると考える。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は計画通り脳内と血液中のAbeta結合エクソソーム量の比較結果をモデルマウスを使った実験で示すことができたため。

Strategy for Future Research Activity

脳内/血液中Abeta結合エクソソーム量の相関を精査するとともに,血液中で検出されるAbeta結合エクソソームの由来細胞タイプの解析を行う。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Extracellular vesicle proteome unveils cathepsin B connection to Alzheimer’s disease pathogenesis2023

    • Author(s)
      Yuyama Kohei、Sun Hui、Fujii Risa、Hemmi Isao、Ueda Koji、Igeta Yukifusa
    • Journal Title

      Brain

      Volume: 147 Issue: 2 Pages: 627-636

    • DOI

      10.1093/brain/awad361

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stereochemistry‐activity relationship of ceramide‐induced exosome production to clear amyloid‐β in Alzheimer's disease2023

    • Author(s)
      Abdelrasoul Mariam、Yuyama Kohei、Swamy Mahadeva M. M.、Murai Yuta、Monde Kenji
    • Journal Title

      Chirality

      Volume: 35 Issue: 9 Pages: 577-585

    • DOI

      10.1002/chir.23568

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immuno-digital invasive cleavage assay for analyzing Alzheimer’s amyloid beta-bound extracellular vesicles2022

    • Author(s)
      Yuyama Kohei、Sun Hui、Igarashi Yasuyuki、Monde Kenji、Hirase Takumi、Nakayama Masato、Makino Yoichi
    • Journal Title

      Alzheimer's Research and Therapy

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 140-140

    • DOI

      10.1186/s13195-022-01073-w

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アミロイドbeta結合型糖脂質GM1含有細胞外小胞のデジタル検出法開発2022

    • Author(s)
      湯山耕平, 孫慧, 五十嵐靖之, 平瀬匠, 中山雅人, 牧野洋一
    • Organizer
      第9回日本細胞外小胞学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] アルツハイマー病診断を目指したデジタルICAを用いた細胞外小胞検出法開発2022

    • Author(s)
      湯山耕平, 孫慧, 五十嵐靖之, 平瀬匠, 中山雅人, 牧野洋一
    • Organizer
      第41回日本認知症学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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