elucidation of mechanism of exacerbation in neuromyelitis optica and development of biomarkers that predict relapse severity
| Project/Area Number |
22K15717
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
Maimaitijiang Guzailiayi 国際医療福祉大学, トランスレーショナルニューロサイエンスセンター, 特任助教 (60887107)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 脱髄疾患 / 視神経脊髄炎 / エキソソーム / コネキシン / グリア線維性蛋白 / イソフォーム / マイクロRNA / グリア炎症 / 神経免疫疾患 / エクソソーム |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、血清 GJA1-29k + GFAP + astrogliosome の脱髄における役割を明らかにするために以下の研究を行う。①NMO 血清、モデルマウス血清、AQP4-IgG 処理培養アストログリア上清で、Cx43低分子量 isoform 発現 GFAP + astrogliosome と含有する miR を解析し、ヒトリンパ球やマウス脾細胞への作用を検討することで炎症増幅機構を解明し、②重症度や再発までの期間、マウス病理所見との関連を検討する。以上により、血清 GJA1-29k + GFAP + astrogliosome を再発重症化予測マーカーとして確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
視神経脊髄炎(NMO)では抗アクアポリン4(AQP4)抗体によりアストログリアが障害されるため髄液でグリア線維性酸性蛋白(GFAP)が上昇する。私たちはSIMOA法により急性期に血清でGFAPが上昇することを明らかにした。剖検標本の免疫染色によりNMOの血管周囲最初期病巣ではアストログリア足突起のAQP4とともに細胞膜上のconnexin (Cx)43が早期から失われることを報告した。Cx43をコードするGJA1には異なる開始コドンから始まるisoformがあり、低分子量isoformはチャネル機能を失うがRNA結合ドメインを保持しmicroRNA (miR)等を伝搬する。アストログリア特異的・時限的にCx43をinducible conditional knockout (icKO)すると、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)が軽減した。Cx43icKOマウスでは脾細胞のIL-10産生が亢進し制御性T(Treg)細胞が増加した。Exosomeは血液脳関門を通過するので、アストログリア由来のGJA1-29k発現exosomeが脳内炎症を増悪させるという新仮説を立てた。本研究の目的は、Cx43低分子量isoformを発現するグリア由来exosomeが、NMOの炎症を増幅する機序を明らかにすることである。本研究の1年目で、血清をexosomeと非exosome分画に分けて解析することで、GFAPはexosome分画に存在し非exosome分画には存在しないことを発見した。さらにNMOの急性期に末梢血exosomeでGJA1-29kが著増しGJA1-11kが著減する変化を発見した。EAE発症時には野生型ではGJA1-29k発現exosomeが著増したが、Cx43icKOマウスでは増加が消失した。つまりGJA1-29kは脳内炎症に関連していることが示された。
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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
本研究の1年目で、（１）血清をexosomeと非exosome分画に分けてSIMOA法で解析することで、GFAPはexosome分画に主に存在し非exosome分画には存在しないことを発見したこと。（２）NMOの急性期に末梢血exosomeでGJA1-29kが著増しGJA1-11kが著減する変化を発見したこと。なお寛解期にはGJA1-29kの増加はみられなくなった。（３）EAE急性期には野生型ではGJA1-29k発現exosomeが著増したが、Cx43icKOマウスでは増加が消失したことを発見したこと。以上の発見から、GJA1-29k発現exosomeが脳内炎症に関連していることが示されたため。（４）さらに、NMOと健常者の血清exosomeから抽出したRNAの次世代シークエンス解析により、NMOの急性期では、long intergenic non-coding RNA (lincRNA)が大きく変動していることを見出したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）NMOで血清GJA1-29k発現exosomeの各種パラメーターと臨床病理・免疫所見との関連を解析する。（２）NMO患者血清exosomeから抽出したRNAの次世代シークエンス解析により、NMOではlincRNAが急性期に大きく変動することが明らかになったので、differentially expressed RNAのKyoto Encyclopedia of Gene and Genome (KEGG) pathway解析やGene Ontology (GO)解析により、どの機能的pathwayがNMO exosomeではenrichしているかを明らかにする。（３）NMO血清exosomeでenrichしているlincRNAを、real time PCRで計測して確認し、変動しているlincRNAの機能と臨床所見との関連を検討する。（４）抗AQP4抗体陽性NMO患者血清IgGを培養アストログリアに作用させ培養上清中に放出されるexosomeのCx43とtranslational isoformを解析する。培養脾臓細胞にEAEマウス由来GJA1-29k発現exosomeを作用させTreg%、IFNγ、IL17を発現するTh1、Th17細胞をフローサイトメーターで計測する。（５）野生型及びCx43 icKOマウスのEAEで血清exosome RNAの次世代シークエンスで解析し、特徴的に変動するmiR/lincRNAを同定しqPCR法で確認する。GJA1-29k発現exosomeの各種パラメーターと臨床病理・免疫所見との関連を解析し、ヒトでの同様な解析結果と照合する。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Anti-LGI4 antibody is a novel juxtaparanodal autoantibody for chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy2023
Author(s)
Zhang X, Kira J, Ogata H, Imamura T, Mitsuishi M, Fujii T, Kobayashi M, Kitagawa K, Namihira Y, Ohya Y, Maimaitijiang G, Yamasaki R, Fukata Y, Fukata M, Isobe N, Nakamura Y.
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Journal Title
Neurology Neuroimmunology and Neuroinflammation
Volume: 10(2)
Issue: 2
Pages: 1-13
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Exosomal GJA1-29k translational isoform is a novel blood biomarker for neuroinflammation in neuromyelitis optica2022
Author(s)
Guzailiayi Maimaitijiang, Jun-ichi Kira, Yuri Nakamura, Mitsuru Watanabe, Ayako Sakoda, Katsuhisa Masaki, Satoshi Nagata, Hiroo Yamaguchi, Ryo Yamasaki, Noriko Isobe, Xu Zhang, Tomohiro Imamura.
Organizer
第63回日本神経学会学術大会
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