| Project/Area Number |
22K07549
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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 52020:Neurology-related
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| Research Institution | National Defense Medical College |
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Principal Investigator |
鈴木 一詩 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 内科学, 教授 (30529053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川内 聡子 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 防衛医学研究センター 生体情報・治療システム研究部門, 教授 (20506505)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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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: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | アルツハイマー病 / APOE / 外傷性脳損傷 / アミロイドβ / タウ / 血液脳関門 / APOE4 |
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| Outline of Research at the Start |
外傷性脳損傷(Traumatic Brain Injury: TBI)はアルツハイマー病(AD)の病因蛋白であるアミロイドβおよびタウの蓄積を促進し、認知症発症のリスクを高める可能性が示唆されている。本研究では特にADの遺伝的リスク因子であるアポリポタンパクE(APOE)遺伝子多型に着目し、APOE4による脳脆弱性がTBI感受性を規定し、認知症発症に関与するという仮説を検証する。研究はAD/APOE動物モデルにTBI介入を適用する基礎的研究と、臨床研究データベースの解析研究の双方向から行う。本研究の成果は遺伝的リスクに基づいたTBI受傷者の治療方針決定にもつながると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウス脳にレーザー誘起衝撃波（LISW）を適用し、TBIモデルを作成して認知症病理につながる脳内変化を検討している。BBB破綻の影響を検討するため、Evans blue色素を腹腔内注入した野生型マウスの右脳にLISWを適用し灌流固定脳の観察を行った。結果、脳表や脳室周囲に微小なEvans blueの漏出を認めた。同脳片の蛍光免疫染色では海馬におけるアストロサイトの集簇、BBBを構成するアストロサイトの剥離、弱染が見られ、これらは、LISW によるBBBの破綻、神経炎症の端緒となる反応性アストロサイトの発生を示唆すると考えられた。本実験系をヒトAPOEε3及びε4ノックインマウスに対しても適用し解析中である。また、LISW適用側と対側でそれぞれ次世代シーケンスを用いたマウス脳のRNA-seq.解析を行い、脳の遺伝子発現の変化を評価した。発現変動遺伝子の解析では、107個の発現上昇遺伝子、141個の発現低下遺伝子が検出され、Gene ontology解析では発現上昇遺伝子群にregulation of body fluid levels（GO:0050708）、発現低下遺伝子群にはmuscle system process（GO:0003012）等に関連した遺伝子が多く含まれた。臨床データについては外傷性脳損傷(TBI)既往のある退役軍人を対象とした縦断的観察研究(DOD-ADNI)のデータを解析している。APOE4の保持率は正常群27.1%, PTSD群23%, TBI群32.5%, PTSDとTBIの合併群25%で、TBI群でAPOE4の保持率が高かった。各種認知機能検査の得点をε4保持群(n=72)とε4非保持群(n=202)間で比較したところ、Rey auditory verbal learning test(RAVLT)の総得点に有意差を認めた。
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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
LISWによる衝撃波の脳への影響は、脳内に何らかの細胞変化（BBB構成細胞の変化、反応性アストロサイトの誘発など）を誘発する、という我々の仮説の検証については、これまでの実験から一定の成果が得られている。現在ヒトAPOE4及びAPOE3Knock-inマウスにLISWに適用し遺伝型によるBBB脆弱性の差異を検討中であるが、実験回数は現時点でまだ少ないため、今後、実験の再現性、精度を高めるべく、繰り返しの実験を行う。また「反応性アストロサイトを識別する抗体」を用いて抗GFAP抗体で得られた所見について再確認を行う。またR NA-seqによるLISW刺激脳の解析についても実施し、発現変化のみられる遺伝子集団が同定されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、これまでに見られている脳内変化の再現性を確認すると共に、本系をAPOE knock-inマウス（APOEε3及びε4）に適用し、「APOEε4マウスではBBB脆弱性が高い。そのために、AD発症率が高い」という仮説を検証する。また、様々なマーカー抗体を用い、LISW処理による脳構成細胞の動態を検索、AD発症との関連を更に追究する。今回予備的解析を行ったRNA-seqのデータの変動遺伝子群の特徴について、Gene ontology解析、Pathway解析等でより詳細な検討を行う。また、見いだされた変動遺伝子のうちTBI病理、AD病理に関連が深いと考えられるもの関して免疫染色、real-tim e RT-PCR等により確認を行い、病態への関与につき検討を行う。臨床データの解析では、解析中のDOD-ADNIのデータについて、精神症状、うつ傾向、神経学的な機能予後、内科合併症などのデータ項目につきAPOE遺伝型による層別化解析を行い、APOEε4アレル保持がTBIの神経学的、認知機能的予後に与える影響について広く解析を進めていく。また、TBI情報の付随した大規模臨床研究データベースは他にも多くあるため、他のデータベースも所定の手続きを経て入手し解析する。特に経時的変化の解析を可能にするために縦断的観察研究のデータを入手し、TBI既往の有無による認知機能低下の速度に着目し、APOEの遺伝型別に詳細な解析を進める。
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