ミクログリア－好中球連関によるアルツハイマー病増悪機構の解明と新規治療法の確立

Research Project

Project/Area Number	22K11814
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research Institution	Musashino University
Principal Investigator	赤石樹泰武蔵野大学, 薬学部, 准教授 (90386384)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords	ミクログリア / 好中球 / 神経変性疾患 / 中枢－末梢連関 / 神経炎症 / 脳－末梢連関
Outline of Research at the Start	脳内に存在するミクログリアは、アルツハイマー病をはじめとした神経変性疾患の発症や増悪に重要な役割を担っている。近年、アルツハイマー病や多発性硬化症などの患者の脳内で好中球の浸潤や、好中球から放出されたNETsなどが発見され、疾患の発症や増悪に関与する可能性が注目されているが、その詳細は不明である。本研究では、１）アルツハイマー病などで生じる神経変性には、好中球―ミクログリアの相互作用が関与するか、２）そのメカニズムは何か、３）その分子メカニズムをターゲットとした治療薬の開発は可能かという課題に取り組むこととした。
Outline of Annual Research Achievements	中枢神経系の免疫担当細胞であるミクログリア細胞の異常は、アルツハイマー病や多発性硬化症などの神経変性疾患の発症・増悪に重要な役割を果たすと注目されている。近年、アルツハイマー病や多発性硬化症の脳や脊髄内では、本来は末梢に存在する細胞である好中球の中枢神経系への浸潤が報告されている。しかし、中枢に侵入した好中球がミクログリア細胞に対してどのような影響を及ぼすのかについては未だに不明な点が多い。そこで、私は多発性硬化症の病態モデルの１つであるEAE（実験的自己免疫性脳脊髄炎）に着目した。当初の計画では、アルツハイマー病モデル動物を用いて検討を開始する予定であったが、アルツハイマー病モデルマウスでは記憶障害の症状が出現するのに数か月以上もの時間がかかってしまうので、より短期間で発症するEAEマウスを用いることとした。多発性硬化症とアルツハイマー病のモデル動物では、ミクログリアを介した神経障害発症機構に共通点が多く、適切な実験系の選択であると考えられた。完全フロイントアジュバント、MOG35-55、百日咳毒素を末梢投与した後、数日～数週間飼育すると、マウスの尾や後肢に麻痺が出現した。EAEを起こしたマウスの脊髄切片を作成し、共焦点レーザー顕微鏡で観察すると、多数の活性化ミクログリアが認められた。ミクログリアの活性化を抑制することが報告されているミノサイクリンを数週間にわたり連日投与すると、EAEの発症が完全に抑制された。同様に、好中球の遊走を抑制することが報告されているSB225002を連日投与すると、EAEの発症が有意に抑制された。以上より、EAEマウスにおける神経障害の発症には、ミクログリアの活性化と好中球の病巣部位への浸潤が重要であると考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 令和４年度は、末梢炎症を誘導することで神経炎症を発症するEAEマウスを作成し、in vivoで薬理学的解析を実施したところ、１）ミクログリア細胞の活性化を抑制すると、EAEの発症が完全に抑制されること、２）好中球の遊走を抑制すると、EAEの発症が有意に抑制されることなどを見出した。これらの結果は、EAEの発症には中枢のみならず、末梢の好中球が重要な役割を担っていることを示唆するものである。よって、本研究は「おおむね順調に進展している」と考えられた。
Strategy for Future Research Activity	令和５年度の検討では、好中球の遊走を抑制する薬物を末梢投与することで、EAEマウスにおける脊髄内ミクログリアの過剰活性化が抑制されるかどうか明らかにする。また、好中球がミクログリア細胞を活性化させる分子メカニズムを解明するため、好中球の脊髄内への浸潤が確認されたEAEマウスの脊髄から好中球とミクログリア細胞を単離し、各細胞で増減する受容体やシグナル分子などを解析する。