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ニューロン-ミクログリア連関の破綻を起因としたタウ蛋白質相転移メカニズムの解明

Publicly Offered Research

Project AreaSingularity biology
Project/Area Number 21H00446
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionNational Institutes for Quantum Science and Technology

Principal Investigator

佐原 成彦  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究部, 上席研究員 (40261185)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsタウ蛋白質 / タウオパチー / 蛋白質相転移 / ミクログリア / タウ / 神経変性疾患
Outline of Research at the Start

タウ蛋白質相転移(正常から異常への変換点)がタウ毒性の本体であると仮定し、神経細胞-ミクログリア連関の破綻を起因としたタウ病変発症の技術的特異点を同定することを目的とする。目的を達成するために、タウオパチーモデルマウスを用いた早期タウ病態形成過程におけるミクログリア動態の解析、ミクログリア依存的なタウ病変形成の検証、タウ蛋白質相転移点の検出を目指した生体バイオマーカーの開発を行う。

Outline of Annual Research Achievements

老年性認知症病態の大半を占める凝集性タウタンパク質の脳内蓄積は神経機能障害や細胞脱落と密接に関連していることが知られているが、どのように生理的に微小管結合能を有するタウが自己凝集能を獲得し、病的なタウが特定脳領域より拡散・伝播するのか、その技術的特異点は明らかになっていない。本研究では、タウ蛋白質相転移(正常から異常への変換点)がタウ毒性の本体であると仮定し、昨年から継続して、生体イメージング技術を用いてrTg4510マウスにおけるタウ病変発症の技術的特異点を同定することを目的としている。
昨年度は、タウPET imagingによるrTg4510マウスにおけるタウ病変伝播の規則性を探索することで一定の成果を挙げた。また、タウ沈着形成前の早期病態変化として神経細胞のミクログリアによる貪食作用の検出を目指し、複数のミクログリアマーカータンパク質の病理学的検討を行い、タウ病態とミクログリア活性化の関連性を明らかとした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

昨年度の研究成果について、論文発表(共著を含め4報)、学会講演(日本認知症学会、日本生体医工学会)など、順調に研究業績を上げていることから、概ね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

昨年度までに、タウオパチーマウスモデルrTg4510マウスのミクログリア動態変化について解析を行ない、タウ病態形成との時系列変化を明らかにした。本年度は恒常性ミクログリアによる神経保護作用に着目して、タウ病態形成とミクログリア動態の相互作用に基づくタウ蛋白質相転移メカニズムの解明を目指し、rTg4510マウスの薬剤投与によるミクログリアの機能阻害実験を継続するとともに、昨年度作出に成功したROSA26遺伝子座へヒトタウ遺伝子を導入した遺伝子改変マウスの病態解析を進める。また、これら二つのマウスモデルにおける、早期タウ病態を評価しうる生体イメージング技術の開発を進める。

Report

(1 results)
  • 2021 Annual Research Report

Research Products

(7 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] MRS-measured glutamate versus GABA reflects excitatory versus inhibitory neural activities in awake mice2022

    • Author(s)
      Takado Yuhei、Takuwa Hiroyuki、Sampei Kazuaki、Urushihata Takuya、Takahashi Manami、Shimojo Masafumi、Uchida Shoko、Nitta Nobuhiro、Shibata Sayaka、Nagashima Keisuke、Ochi Yoshihiro、Ono Maiko、Maeda Jun、Tomita Yutaka、Sahara Naruhiko、Near Jamie、Aoki Ichio、Shibata Kazuhisa、Higuchi Makoto
    • Journal Title

      J. Cereb. Blood Flow Metab.

      Volume: 42 Pages: 197-212

    • DOI

      10.1177/0271678x211045449

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Endothelial expression of human amyloid precursor protein leads to amyloid β in the blood and induces cerebral amyloid angiopathy in knock-in mice2022

    • Author(s)
      Tachida Yuriko、Miura Saori、Muto Yui、Takuwa Hiroyuki、Sahara Naruhiko、Shindo Akihiro、Matsuba Yukio、Saito Takashi、Taniguchi Naoyuki、Kawaguchi Yasushi、Tomimoto Hidekazu、Saido Takaomi、Kitazume Shinobu
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: - Pages: 101880-101880

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.101880

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A genetically targeted reporter for PET imaging of deep neuronal circuits in mammalian brains2021

    • Author(s)
      Shimojo M、Ono M、Takuwa H、Mimura K、Nagai Y、Fujinaga M、Kikuchi T、Okada M、Seki C、Tokunaga M、Maeda J、Takado Y、Takahashi M、Minamihisamatsu T、Zhang M‐R、Tomita Y、Suzuki N、Maximov A、Suhara T、Minamimoto T、Sahara N、Higuchi M
    • Journal Title

      EMBO J.

      Volume: 40

    • DOI

      10.15252/embj.2021107757

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Neurodegenerative processes accelerated by protein malnutrition and decelerated by essential amino acids in a tauopathy mouse model2021

    • Author(s)
      Sato H、Takado Y、Toyoda S、Tsukamoto-Yasui M、Minatohara K、Takuwa H、Urushihata T、Takahashi M、Shimojo M、Ono M、Maeda J、Orihara A、Sahara N、Aoki I、Karakawa S、Isokawa M、Kawasaki N、Kawasaki M、Ueno S、Kanda M、Nishimura M、Suzuki K、Mitsui A、Nagao K、Kitamura A、Higuchi M
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 7 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1126/sciadv.abd5046

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Crosstalk between neurodegeneration and neuroinflammation in mouse models of tauopathy2021

    • Author(s)
      佐原 成彦
    • Organizer
      IUBMB Focused Meeting on Neurodegenerative Diseases, International Union of Biochemistry and Molecular biology
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 認知症早期診断を目指した生体イメージングバイオマーカーの探索2021

    • Author(s)
      佐原 成彦
    • Organizer
      第60回日本生体医工学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 認知症における恒常性ミクログリア動態2021

    • Author(s)
      佐原 成彦
    • Organizer
      第40回日本認知症学会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2022-12-28  

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