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Detection of ALS origin with reference to calcium-binding proteins, those generate glial inflammation

Research Project

Project/Area Number 22K07517
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52020:Neurology-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

林 信太郎  九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (90312876)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山崎 亮  九州大学, 医学研究院, 准教授 (10467946)
小早川 優子  九州大学, 大学病院, 助教 (40733788)
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: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords筋萎縮性側索硬化症 / ミクログリア / カルレチニン / 培養実験 / カルシウム結合蛋白 / 診断マーカー / 脳脊髄液 / 培養ミクログリア / カルビンディン / パルブアルブミン / MCP1 / CCL2 / グリア性炎症惹起性 / グリア性炎症 / ALFoC
Outline of Research at the Start

筋萎縮性側索硬化症 (ALS)が最初に報告され1世紀が経過したものの、現在も原因不明です。ALSの研究では運動神経が注視されていますが、私達は脊髄の前索と側索を合わせた領域のうち錐体路を除いた部位 (ALFoC)に存在する「びまん性の髄鞘淡明化」という、あまり注目されてこなかった変性所見に着眼し研究を続けました。この結果、ALFoCを走行するカルシウム結合蛋白 (CaBP)含有軸索が活性化ミクログリアにより障害される事が髄鞘淡明化のみならず、運動神経細胞変性と密接に関連している可能性を見いだし国際学会で発表しました。本研究ではこれらの関連性を証明し、同蛋白を標的とする治療法の創出を目指します。

Outline of Annual Research Achievements

1) 昨年度の実施状況報告書、「8. 今後の研究の推進方策」に記載した次の実験を行った。マウスミクログリア (6-3 cell clone)の培地に1、10、100 nM各濃度のニューロフィラメントL蛋白を添加し、day1-3の各時点においてミクログリアの生存を確認後、ELISA法にて培養液中のCXCL1, GM-CSF, IFN-γ, IL-1b, IL-10, IL-12, IL-13, IL-17A, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-9, CCL2, CCL3, CCL4, TNF-aを測定、コントロール群 (培養液のみ添加)と比較した。この結果、全dayにおいて有意な増加を示すケモカイン・サイトカインはなかった。
2) 研究計画書に基づきALS患者脳脊髄液中のカルレチニン (CR)、カルビンディン (CB)、パルブアルブミン (PV)、ニューロフィラメントH (NfH)各濃度をELISA法で測定した。この結果CRは全例で測定感度以下、PVはALSで有意に減少(ALS: 2.17±0.03 pg/mL, 非ALS神経疾患: 3.27±0.80pg/mL, p<0.001)、CBは変化なし (ALS: 1843.6±2378.1pg/mL, 非ALS神経疾患: 1261.8±641.4 pg/mL, p=0.41)、NfHは変化なし(ALS: 7.76±1.83 ng/mL, 非ALS神経疾患: 5.75±3.38 ng/mL, p=0.08)であった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

1)今年度の研究成果と昨年度の結果により、ALS脳脊髄液で増加する炎症性ケモカイン・サイトカインは軸索変性に続発した非特異的変化ではなく、軸索蛋白の中でもカルレチニン特異的なミクログリアに対する炎症惹起性が存在し、それによる増加である可能性を新たに示せた。
2)後にALSと確定診断に至った症例の初診時の脳脊髄液において、パルブアルブミン濃度が有意に低下していることを見出した。この結果は、同蛋白が本疾患の早期診断マーカーとなる可能性を示唆する画期的な成果と言える。

Strategy for Future Research Activity

研究計画書に基づき、2024年度はマウス脳室内にカルシウム結合蛋白を投与した結果生じる臨床表現系と病理変化の解析、ALS動物モデル髄腔内に抗カルシウム蛋白抗体を投与して生じる臨床病理学的変化を解析し、治療効果を有するか確認する。

Report

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

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Distinct effects among calcium-binding proteins for microglia to produce chemokines associated with the clinical severity of ALS.2023

    • Author(s)
      Hayashi S, Yamasaki R, Kira JI, Isobe N.
    • Journal Title

      Clin Exp Neuroimmunol

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 69-73

    • DOI

      10.1111/cen3.12738

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Calretinin activates microglia to produce CC-motif ligand 2 relevant to clinical severity of ALS2023

    • Author(s)
      Hayashi S, Yamasaki R, Kobayakawa Y, et al.
    • Journal Title

      Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener

      Volume: 24 Issue: sup1 Pages: 115-127

    • DOI

      10.1080/21678421.2023.2260193

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The first evaluation of calretinin in the spinal axons encompassed in anterolateral funiculi outside the cortical tract and cerebrospinal fluids of ALS patients.2022

    • Author(s)
      Hayashi S, Yamasaki R, Kobayakawa Y, Kira JI, Isobe N.
    • Journal Title

      Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener

      Volume: 23 Issue: sup1 Pages: 101-102

    • DOI

      10.1080/21678421.2022.2120682

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Calretinin activates microglia to produce CC-motif ligand 2 relevant to clinical severity of ALS2023

    • Author(s)
      Hayashi S, Yamasaki R, Kobayakawa Y, et al.
    • Organizer
      第64回日本神経学会学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 活性化ミクログリアが産生する蛋白に着目した運動神経細胞変性相関因子の同定と診断バイオマーカーの探求2023

    • Author(s)
      林信太郎、山﨑亮、小早川優子、他.
    • Organizer
      第35回日本神経免疫学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Calretinin activates microglia to produce CC-motif ligand 2 relevant to clinical severity of ALS2023

    • Author(s)
      Hayashi S, Yamasaki R, Kobayakawa Y, et al.
    • Organizer
      34th International Symposium on ALS/MND
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The first evaluation of calretinin in the spinal axons and cerebrospinal fluids of ALS patients.2022

    • Author(s)
      Hayashi S, Yamasaki R, Kobayakawa Y, Kira JI, Isobe N.
    • Organizer
      第63回日本神経学会学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] カルシウム結合蛋白に着目したミクログリアからの 筋萎縮性側索硬化症重症度関連ケモカイン放出因子の解明.2022

    • Author(s)
      林信太郎、山﨑亮、吉良潤一、磯部紀子.
    • Organizer
      第34回日本神経免疫学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] The first evaluation of calretinin in the spinal axons encompassed in anterolateral funiculi outside the cortical tract and cerebrospinal fluids of ALS patients.2022

    • Author(s)
      Hayashi S, Yamasaki R, Kobayakawa Y, Kira JI, Isobe N.
    • Organizer
      33rd International Symposium on ALS/MND
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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

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