| Project/Area Number |
22K07480
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52010:General internal medicine-related
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡 孝和 国際医療福祉大学, 医学部, 主任教授 (60291514)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | long COVID / PVFS / fatigue / animal model / neuroinflammation / mouse / depressive-like behavior / sickness response |
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| Outline of Research at the Start |
We aim to develop neuroinflammation and the long COVID-like symptoms in freely moving animals. By inducing a cytokine storm similar to the SARS-CoV2-specific cytokine storm using toll-like receptor, NOD-like receptor protein, and chemokine receptor agonists, we will investigate the brain histopathology, cytokine/chemokine levels, fatigue, insomnia, and memory deficits in mice. We expect the cytokine storm-induced microglial activation, immune cell infiltration, and blood-brain barrier disruption to be associated with the long COVID-like symptoms.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、実験動物(C57BL/6J)において慢性的なストレスがウイルス感染後疲労症候群(PVFS)を引き起こすかどうかを明らかにすることである。
（１）生理学的実験: 発熱反応は動物の体温をモニタリングして測定した。慢性ストレス群では、15匹のマウスを明期に6～10日間連続して慢性ストレス(1日2時間のウエットベッディングストレス)で前処理し、その後 polyI:C(4mg/kg)を腹腔内注射した。対照群では、10匹のマウスをストレスなしで飼育し、その後polyI:Cを注射した。慢性ストレス群では、対照群と比較しpolyI:Cに対する発熱反応が鈍化した。疲労度は握力計と受動運動量で測定した。慢性ストレス群の運動機能は対照群よりも劣っていた。薬物注射後の暗期における受動運動活性も群間で差がみられた。アロディニアはVon-Frey試験で測定した。慢性ストレス群のマウスは機械的アロディニアを示し、これはpolyI:C注射1日後より生じ、7日間持続したが、対照群ではアロディニアは認められなかった。抑うつ様行動は強制水泳試験で評価した。慢性ストレスに暴露されたマウスは、対照マウスに比べて無動時間が延長し、抑うつ様行動を示した。次にミクログリア活性化阻害剤（ミノサイクリン）とグルココルチコイド受容体拮抗剤（RU486）がシックネス反応を減弱させるかどうかを評価した。その結果、両薬剤とも、慢性ストレス曝露前に毎日腹腔内注射することで、マウスにおけるpolyI:C誘発性シックネス反応を部分的に抑制することが示唆された。
（２）組織学的解析： PVFS中にミクログリアとニューロンが活性化されるかどうかを調べるため、マウスの脳全体をそれぞれIba1とFosで染色した。予備的な所見では、前頭前皮質、海馬、髄質などいくつかの脳中枢が、グループ間で異なる活性化パターンを示すことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在、本研究は提案した計画に沿って順調に進んでいる。つまりSARS-CoV-2感染後の慢性疲労、ブレーンフォグ、疼痛を含むウイルス後疲労症候群（PVFS）症状はlong COVIDと呼ばれる。我々はlong COVID患者では、感染時、慢性的なストレス状態にあった者が少ないくないことを観察している。そこでlong COVIDにおける慢性ストレスの役割を明らかにするために、ウイルス感染時の慢性ストレスがサイトカインストーム誘発性の病気反応を長引かせるのか、あるいは悪化させるのかを明らかにすることは重要と思われる。我々は、慢性ストレスとウイルス感染の組み合わせが、PVFSと同様に持続的なシックネス反応を示す神経炎症を引き起こすのではないかと仮定している。そこで、本研究では、自由に動き回る動物を用いて、炎症誘発性シックネス反応に対する慢性ストレスの影響と脳組織の病態を評価することを目的とした。PVFSのシックネス反応を反映させるため、実験動物としてマウス（C57BL/6J）を選択した。このモデルを用いて、炎症の主要指標（体温、サイトカインレベル）およびシックネス行動（疲労、抑うつ様行動、アロディニア）をモニターした。どの受容体がPVFSの発症に関与しているかを同定するために、利用可能な阻害剤を投与した。その結果、慢性ストレス暴露後に合成二本鎖RNAであるpoly I:Cを投与すると、PFVSに似た持続的な病気反応が引き起こされた。ミクログリア活性化阻害剤であるミノサイクリンは、この反応を部分的に逆転させた。組織学的解析で得られた最初の知見から、持続的なシックネス反応は、特定の脳中枢におけるミクログリアとニューロンの活性化と関連していることが示唆された。これらの知見に基づき、慢性ストレスとpoly I:C誘発炎症による生理学的変化と組織学的証拠との関連を深く分析する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年には、生理学的実験の最近の結果を発表し、病気の反応と組織学的データとの関連を分析する予定である。以下のステップは、このプロジェクトの行動概要である。
- 組織学的分析と生化学的分析の終了： 組織採取後、神経炎症、神経細胞の活性化パターン、炎症性サイトカインのレベルを調べる。これらの分析では、細胞構造を可視化し、研究課題に関連する形態学的変化を同定するために、サンプルの調製、染色、顕微鏡検査を行う。ELISAにより、末梢のサイトカインとケモカインレベルを測定する。
- 研究結果の発表 研究成果を国内外の学会で発表し、研究者仲間やその分野の専門家からフィードバックを受ける。
- 研究成果の出版 私は査読付き学術誌に投稿するための原稿を準備し、私の研究が科学的厳密さと明確さにおいて最高基準を満たしていることを保証する。研究コミュニティーの中でプロジェクトの研究成果が最大限に認知され広まるよう、インパクトのある学術誌をターゲットにする予定である。
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