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脳動静脈奇形における血管内皮のKRAS変異とPAD4活性化の関係

Research Project

Project/Area Number 22K09259
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56010:Neurosurgery-related
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

高木 康志  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (40312227)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 島田 健司  徳島大学, 病院, 講師 (60624351)
山口 泉  徳島大学, 病院, 特任助教 (70780005)
曽我部 周  徳島大学, 病院, 助教 (70883718)
宮本 健志  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 徳島大学専門研究員 (80585000)
兼松 康久  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (90363142)
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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsBrain AVM / KRAS変異 / NETs形成 / 血管増生 / 脳出血 / 炎症性変化 / 脳動静脈奇形 / PAD4 / 血管新生 / KRAS遺伝子 / CitH3
Outline of Research at the Start

脳動静脈奇形(bAVMs)の病態形成機序を明らかにし、適切な早期診断および治療法を確立するため、①申請者らの新たな知見であるbAVMs におけるG12DないしG12V のKRAS遺伝子活性化変異に及ぼす臨床背景や病態を多施設共同で解析すると共に、② 血管の炎症性変化と関連しているシトルリン化ヒストン(CitHT)発現に着目し、早期発見の指標および治療標的の探索に取り組む。

Outline of Annual Research Achievements

これまでに脳動静脈奇形(bAVM)における血管内皮のKRAS変異が症例の約50%に認められることを報告している。近年、血管の炎症性変化と関連してepigeneticなchromatin remodelingや好中球細胞外trap(neutrophil extracellular trap;NET)形成においてpeptidyl arginine deaminase 4 (PAD 4)によりHistone 3 (H3)のR2、R3およびR17の残基がシトルリン化されたCitH3が進行がん患者で血漿中に増加していることが、RAS遺伝子変異とともに報告されている。
研究代表者らも脳動脈瘤奇形(bAVM)症例から摘出した血管組織標本においてKRAS遺伝子変異を報告し、これらに加えて、PAD4活性化によるCitH3の発現やneutrophil extracellular trap;NETs)との発現を解析し、全症例でこれらの発現増加を認めている(World Neurosurgery , 2021)。さらに、AVM血管周囲には増殖性変化に関与する分子の発現が高いとする報告がある一方、出血性変化も認められることから、血管増生に関する分子に加えて、血管破裂に関連する分子の解析を遺伝子レベルや蛋白発現レベルでの解析を行い、病態解明に向けてさらに検討を行う。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

CitH3の発現を予備検討的に健常者との比較で解析すると、bAVM症例ではCitH3の発現が明らかに高く、NETs形成が100%に認められたることや、これらの発現が炎症関連分子の発現と関連していることを報告している(World Neurosurgery, 2021)。さらに手術例から摘出したAVM組織の遺伝子レベルでの発現をmicroarrayを用いて網羅解析後に、変化を認めた分子を更にRT-PCRで解析し、炎症性分子の増加とこれらの抑制に働く分子との不均衡を新たに発見している。これらの不均衡が発症後の予後やModified Rankin Scaleとも関連することを予備検討的に見出しており、症例を重ねてこれらの意義を明らかにするための検討を継続している。
以上のことから本研究の進捗状況は、おおむね順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

bAVMでは脳動脈瘤の破裂性変化と同様にNETsや炎症性サイトカインの発現が高いことを報告しており、bAVMの血管周囲には血管の増殖性変化に関与する分子の発現が高いとする報告もなされていることから、病態の解明に向けてmicroarrayを用いた検討結果をもとに、血管増生と破裂に向かう分子のRT-PCRを行い、新たにbAVM発症時の出血を含む病態や退院時のModify-Rankin Scaleとの関連性が推定されるkeyとなる分子の解明に向けて、免疫組織学的評価も行う。血管増生あるいは破裂に関与する多面的な解析を継続し、病態解明と治療方策確立に向けて取り組む。

Report

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

    (19 results)

All 2023 2022

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 10 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Evaluation of Serial Intra-Arterial Indocyanine Green Videoangiography in the Surgical Treatment of Cranial and Craniocervical Junction Arteriovenous Fistulae: A Case Series2023

    • Author(s)
      Yamaguchi Izumi、Kanematsu Yasuhisa、Shimada Kenji、Yamamoto Nobuaki、Korai Masaaki、Miyake Kazuhisa、Miyamoto Takeshi、Sogabe Shu、Shikata Eiji、Ishihara Manabu、Yamamoto Yuki、Kuroda Kazutaka、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      Operative Neurosurgery

      Volume: 25 Pages: 292-300

    • DOI

      10.1227/ons.0000000000000796

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Experience of using coronary perfusion balloon catheter for acute middle cerebral artery occlusion2023

    • Author(s)
      Sogabe Shu、Haboshi Tatsuya、Yamaguchi Izumi、Korai Masaaki、Yamamoto Nobuaki、Shimada Kenji、Kanematsu Yasuhisa、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      Surgical Neurology International

      Volume: 14 Pages: 365-365

    • DOI

      10.25259/sni_608_2023

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Differences in amyloid-β and tau/p-tau deposition in blood-injected mouse brains using micro-syringe to mimic traumatic brain microhemorrhages2023

    • Author(s)
      Kagusa Hiroshi、Yamaguchi Izumi、Shono Kenji、Mizobuchi Yoshifumi、Shikata Eiji、Matsuda Taku、Miyamoto Takeshi、Hara Keijiro、Kitazato Keiko T.、Uto Yoshihiro、Kanematsu Yasuhisa、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      Journal of Chemical Neuroanatomy

      Volume: 130 Pages: 102258-102258

    • DOI

      10.1016/j.jchemneu.2023.102258

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Squamous cell carcinoma invading peripheral cerebral blood vessels and causing repeated cerebral hemorrhage : A case report2023

    • Author(s)
      Koyama Hiroshi、Nakajima Kohei、Okita Shinya、Taniguchi Hidekazu、Hagino Hirotaka、Bando Yoshimi、Uehara Hisanori、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      The Journal of Medical Investigation

      Volume: 70 Issue: 1.2 Pages: 276-280

    • DOI

      10.2152/jmi.70.276

    • ISSN
      1343-1420, 1349-6867
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  • [Journal Article] Efficacy of Utilizing Both 3-Dimensional Multimodal Fusion Image and Intra-Arterial Indocyanine Green Videoangiography in Cerebral Arteriovenous Malformation Surgery2023

    • Author(s)
      Shimada Kenji、Miyake Kazuhisa、Yamaguchi Izumi、Sogabe Shu、Korai Masaaki、Kanematsu Yasuhisa、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      World Neurosurgery

      Volume: 169 Pages: e260-e269

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2022.10.121

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  • [Journal Article] Activation of the NLRP3/IL-1β/MMP-9 pathway and intracranial aneurysm rupture associated with the depletion of ERα and Sirt1 in oophorectomized rats2023

    • Author(s)
      Yamaguchi Tadashi、Miyamoto Takeshi、Shikata Eiji、Yamaguchi Izumi、Shimada Kenji、Yagi Kenji、Tada Yoshiteru、Korai Masaaki、Kitazato Keiko T.、Kanematsu Yasuhisa、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      Journal of Neurosurgery

      Volume: 138 Issue: 1 Pages: 191-198

    • DOI

      10.3171/2022.4.jns212945

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  • [Journal Article] An imbalance between RAGE/MR/HMGB1 and ATP1α3 is associated with inflammatory changes in rat brain harboring cerebral aneurysms prone to rupture2022

    • Author(s)
      Shikata Eiji、Miyamoto Takeshi、Yamaguchi Tadashi、Yamaguchi Izumi、Kagusa Hiroshi、Gotoh Daiki、Shimada Kenji、Tada Yoshiteru、Yagi Kenji、Kitazato Keiko T.、Kanematsu Yasuhisa、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      Journal of Neuroinflammation

      Volume: 19 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s12974-022-02526-7

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  • [Journal Article] Single-session hematoma removal and transcortical venous approach for coil embolization of an isolated transverse-sigmoid sinus dural arteriovenous fistula in a hybrid operating room: illustrative case2022

    • Author(s)
      Yamaguchi Izumi、Kanematsu Yasuhisa、Shimada Kenji、Yamamoto Nobuaki、Miyake Kazuhisa、Miyamoto Takeshi、Sogabe Shu、Shikata Eiji、Ishihara Manabu、Yamamoto Yuki、Kuroda Kazutaka、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      Journal of Neurosurgery: Case Lessons

      Volume: 3 Issue: 21

    • DOI

      10.3171/case2267

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Efficacy of intraarterial indocyanine green videoangiography in surgery for arteriovenous fistula at the craniocervical junction in a hybrid operating room: illustrative cases2022

    • Author(s)
      Shimada Kenji、Yamaguchi Izumi、Miyamoto Takeshi、Sogabe Shu、Miyake Kazuhisa、Kanematsu Yasuhisa、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      Journal of Neurosurgery: Case Lessons

      Volume: 3 Issue: 23

    • DOI

      10.3171/case22100

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transarterial embolization for convexity dural arteriovenous fistula with or without pial arterial supply: A report of four patients2022

    • Author(s)
      Korai Masaaki、Enomoto Noriya、Satoh Koichi、Matsubara Shunji、Kanematsu Yasuhisa、Yamaguchi Tadashi、Hanaoka Mami、Niki Hitoshi、Matsuzaki Kazuhito、Bando Koji、Hagino Hirotaka、Takagi Yasushi
    • Journal Title

      Surgical Neurology International

      Volume: 13 Pages: 340-340

    • DOI

      10.25259/sni_215_2022

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  • [Presentation] もやもや病に合併した頭蓋内内頚動脈閉塞に対して再開通療法をおこなった 1 例2023

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      曽我部周、兼松 康久、山口 泉、山本 伸昭、島田 健司、髙木 康志
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      脳血管内治療ブラッシュアップセミナー2023
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  • [Presentation] 開頭下に Labbe 静脈を直線穿刺することで治療し得た TSS d-AVF の 1 例2023

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      山口泉、兼松 康久、髙木 康志
    • Organizer
      脳血管内治療ブラッシュアップセミナー2023
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      島田健司、山口泉、宮本健志、曽我部周、高麗雅章、山本伸昭、花岡真実、兼松康久、松崎和仁、佐藤浩一、高木康志
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      髙木康志
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    • Invited

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

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