| Project/Area Number |
23K06928
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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 | Okayama University |
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Principal Investigator |
宮崎 育子 岡山大学, 医歯薬学域, 講師 (40335633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅沼 幹人 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00273970)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | パーキンソン病 / αシヌクレイン / ドパミン神経 / アストロサイト / 腸管神経系 / マクロファージ / グリア細胞 / 神経科学 / 脳神経疾患 / 脳・神経 |
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| Outline of Research at the Start |
孤発性パーキンソン病(PD)におけるLewy小体を伴う神経障害機構は未だ解明されていない．現在，αシヌクレイン(αSyn)のプリオン様伝播仮説が注目されている．本研究では，中枢のみならず末梢腸管神経系におけるグリア細胞の細胞内・外でのαSynの凝集抑制・分解機構を解析するとともに，その処理機能の破綻による神経細胞への凝集αSynの伝播・蓄積および神経障害について検討する．これにより，PDにおける中枢および末梢神経系のαSyn病態形成機序の解明を目指す．本研究結果は，グリアの蛋白凝集抑制・分解処理機構を標的とした全く新しい神経保護方策の開発に寄与しうる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
線維化αシヌクレイン(αSyn preformed fibril, PFF)による中枢ドパミン神経障害および末梢腸管神経障害へのグリア細胞の関与について検討した．妊娠15日齢のSDラット胎仔中脳からの神経細胞単独培養にαSyn PFFとともにアストロサイト培養上清を72時間添加し，チロシン水酸化酵素(TH)陽性ドパミン神経細胞数の計測およびαSyn凝集体の免疫染色を行った．また妊娠15日齢のSDラット胎仔腸管を用いて腸管神経単独培養および腸管神経+腸管グリア共培養を行い，αSyn PFFを72時間添加し，β-tubulin III染色により腸管神経障害を検討するとともに，αSyn凝集体およびCD11bの免疫染色を行った．
中脳神経細胞単独培養にαSyn PFFを添加するとTH陽性ドパミン神経細胞数が低下した．アストロサイトの培養上清をαSyn PFFとともに神経細胞に添加したところ，αSyn PFFによるドパミン神経細胞死がほぼ完全に抑制され，ドパミン神経細胞内および細胞外に存在するαSyn凝集体の大きさが著明に減少していた．
腸管神経単独培養へのαSyn PFF添加では，αSyn凝集体が神経細胞内および細胞外に多く存在しており，β-tubulin III陽性腸管神経の障害がみられた．腸管神経+腸管グリア共培養へのαSyn PFF添加では，αSyn凝集体はほとんど存在していなかったが，神経突起の退縮がみられ，CD11b陽性マクロファージが増殖していた．以上の結果より，中枢神経系では中脳アストロサイトが細胞外に何らかの分子を分泌し，αSyn凝集体形成抑制あるいは凝集体を分解し，ドパミン神経障害を阻止することが明らかとなった．また，末梢腸管神経系ではマクロファージがαSyn凝集体を貪食除去する一方で神経突起も貪食した可能性が示された．
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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
線維化αシヌクレイン(αSyn)による中枢ドパミン神経障害および末梢腸管神経障害へのグリア細胞の関与について検討し，アストロサイトが細胞外に何らかの分子を分泌することで，αSyn凝集体形成抑制あるいは凝集体を分解し，ドパミン神経障害を阻止するという結果が得られた．腸管神経系ではマクロファージがαSyn凝集体を貪食除去する一方で，神経突起も貪食した可能性が示された．これらの結果を踏まえ，次年度は中枢神経系においては中脳アストロサイトが細胞外に分泌するαSyn神経毒性抑制分子の同定，腸管神経系においてはαSyn腸管神経障害のメカニズムに関する検討に発展させることができる．
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| Strategy for Future Research Activity |
中脳アストロサイト単独培養に線維化αSynを添加し，培養液中の蛋白凝集抑制・分解関連分子 (LC3II, p62, 14-3-3 protein, DJ-1, proteasome, ubiquitin, MT)の発現変化を解析する．また，中脳アストロサイトをロテノン(5 nM)で48時間処置し，ロテノン処置あるいは無処置のアストロサイト培養上清を神経細胞に添加し，αSyn PFF添加後の培養液中のαSyn凝集体，神経細胞内のαSyn凝集体形成と神経障害を評価する．腸管神経+腸管グリア細胞をロテノン(5 nM)で48時間処置した後，αSyn PFF添加し，腸管神経細胞内のαSyn凝集体形成と神経障害を評価する．
雄性C57BL/6Jマウス(8週齢)にロテノン(2.5 mg/kg/day)を浸透圧ミニポンプを用いて4週間慢性皮下投与を行い，黒質，延髄，回腸における神経細胞内のαSyn凝集体形成および神経障害との関連，グリア細胞における蛋白凝集抑制・分解関連分子の発現変化を検討する．
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