スフィンゴ糖脂質分析法の確立がもたらす副腎白質ジストロフィーの病態解明

Research Project

Project/Area Number	22K07898
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research Institution	Teikyo University
Principal Investigator	藤原優子帝京大学, 薬学部, 講師 (70722320)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000) Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords	副腎白質ジストロフィー / スフィンゴ糖脂質 / 質量分析 / スフィンゴ糖脂質糖脂質 / LC-MS / 脂質代謝 / 先天代謝異常疾患
Outline of Research at the Start	副腎白質ジストロフィー(X-ALD)は、重篤な脳白質の脱髄と副腎不全を呈する先天性遺伝疾患であり、発症早期における造血幹細胞移植が唯一の治療法となっており、X-ALDの発症機序を解明し、病型特異的な診断法を確立することは、重要な課題である。申請者は、開発したスフィンゴ糖脂質の測定法を改良し、高感度なものとし、病型規定因子、および病態特異的に変動する新奇脂質を同定し、病型診断法の確立へと結びつける。
Outline of Annual Research Achievements	ABCD1遺伝子異常によるX連鎖遺伝性疾患である、副腎白質ジストロフィー (X-ALD) では、細胞質からペルオキシソーム内への炭素数24以上の極長鎖脂肪酸の輸送過程に異常が生じる結果、極長鎖脂肪酸の分解ができなくなり、血液や組織に極長鎖脂肪酸が蓄積する。臨床診断基準には血中の極長鎖脂肪酸分析及び遺伝子診断が用いられているが、脱髄の機序や極長鎖脂肪酸蓄積の病態への関与もほとんど解明されていない。病因遺伝子であるABCD1遺伝子変異と臨床病型の間に明らかな相関関係は認められず、遺伝子型から発症年齢あるいは臨床病型を予測することはできない。現状でX-ALDの唯一の治療法は発症早期造血幹細胞の移植であり、効果的な診断・治療を行う上で発症や病型を規定する因子の探索および病型診断法の確立が強く求められている。本研究では、脳白質にはガングリオシドを始めとする抗原性が高いスフィンゴ糖脂質が多く含まれるが、糖鎖構造に関する多くの報告に比べ、疎水基の構造も含めた分子種レベルでの解析はほとんど行われていないことに注目し、微量サンプル中におけるスフィンゴ糖脂質を測定するために、Nano flow を用いた高感度な構造解析法を検討した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason まず、微量サンプルの解析のために、質量分析計にnano flowを介して、超微量持続注入装置（TriVersa NanoMate）を接続し、そのスプリッター機能により、MS分析と同時にフラクションを分取したのちに、長時間微量注入と精密質量測定による構造決定の解析系の検討を行った。さらに、X-ALD患者剖検脳凍結標本とabcd1KOマウス脳を用いてスフィンゴ糖脂質の網羅的解析を行なった後、検討した解析系を用いて、患者剖検脳、野生型、および、abcd1KOマウス脳で発現の相違を示した糖脂質分子種の構造解析を行なった。その結果、スフィンゴ糖脂質の構成糖およびセラミド分子種が同定できた。
Strategy for Future Research Activity	今後は、これまでに確立したTriVersa NanoMateを用いる、構造決定の解析法を用いて、X-ALD患者および非患者の剖検脳の凍結標本において、病態特異的に変動する新奇脂質性化合物の同定を試みる。さらにイメージング質量分析により、新奇脂質性化合物の局在を明らかにすることも試みる。また、組織中の微量な成分であるスフィンゴ糖脂質を効率よく検出するために、サンプルの前処理の検討を行い、既存の分析系の高感度化を進める。