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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Investigation for understanding the mechanisms of tau-induced neurotoxicity by using multimodal in vivo imaging techniques

Research Project

Project/Area Number 15K06793
Research InstitutionNational Institutes for Quantum and Radiological 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, 放射線医学総合研究所 脳機能イメージング研究部, チームリーダー(定常) (40261185)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsタウイメージング / 神経細胞死 / 神経炎症
Outline of Annual Research Achievements

本研究では毒性タウ分子種の同定を目的として、加齢依存的にタウ病態を発症し脳萎縮が進行するタウオパチーマウスモデルを用いてポジトロン断層画像(PET)、核磁気共鳴イメージング(MRI)、二光子顕微鏡蛍光イメージングなどによる生体マルチモーダルイメージング研究を進めて来た。これまでタウPETイメージング、神経炎症PETイメージング、形態MRI法を用いてマウス脳の経時的変化を追跡することにより、タウ病変の進行に伴う神経炎症の上昇と、タウPETシグナルの上昇がある月齢を境に頭打ちになる現象を確認した。死後脳標本を用いた病理像とタウPETシグナルの相関を調べた結果、PETシグナルとタウ病理の有意な正の相関が認められた。一方で、細胞レベルのタウ病態の変化を生体で評価するため、二光子顕微鏡による経時的観察を行った。その結果、タウ陽性神経細胞の産生と消失が起こる事で、全体量としてのタウ陽性細胞は6ヶ月齢まで上昇したのち、横ばい状態になることが確認された。興味深いことに、タウの発現を抑制することで産生と消失の割合が減少することが明らかとなった。これらの事実は生体イメージング技術にて初めて明らかになったことであり、タウ陽性神経細胞の産生と消失の割合の変化はマウスモデルを用いた治療評価系の指標となりうる。我々が用いたタウオパチーマウスモデルでは、ミクログリアの活性化をTSPOタンパクの上昇、あるいはP2Y12受容体の減少で評価できることを見出しており、神経炎症を標的とした薬剤の開発に資する評価系が確立したと考えられる。今後、タウ病態、神経変性、神経炎症がどのように関わって、脳機能障害を引き起こすかについて継続して研究を進めていきたい。

  • Research Products

    (14 results)

All 2018 2017

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] In Vivo Visualization of Tau Accumulation, Microglial Activation, and Brain Atrophy in a Mouse Model of Tauopathy rTg45102018

    • Author(s)
      Ishikawa Ai、Tokunaga Masaki、Maeda Jun、Minamihisamatsu Takeharu、Shimojo Masafumi、Takuwa Hiroyuki、Ono Maiko、Ni Ruiqing、Hirano Shigeki、Kuwabara Satoshi、Ji Bin、Zhang Ming-Rong、Aoki Ichio、Suhara Tetsuya、Higuchi Makoto、Sahara Naruhiko
    • Journal Title

      Journal of Alzheimer's Disease

      Volume: 61 Pages: 1037~1052

    • DOI

      10.3233/JAD-170509

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microglial activation during pathogenesis of tauopathy in rTg4510 mice: implications for the early diagnosis of tauopathy2018

    • Author(s)
      Sahara N*, Maeda J, Ishikawa I, Tokunaga M, Suhara T, Higuchi M
    • Journal Title

      Journal of Alzheimer's Disease

      Volume: in press Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparative in-vitro and in-vivo quantifications of pathological tau deposits and their association with neurodegeneration in tauopathy mouse models2018

    • Author(s)
      Ni Ruiqing、Ji Bin、Ono Maiko、Sahara Naruhiko、Zhang Ming-Rong、Aoki Ichio、Nordberg Agneta、Suhara Tetsuya、Higuchi Makoto
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Medicine

      Volume: online Pages: -

    • DOI

      10.2967/jnumed.117.201632

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tau filaments and development of positron emission tomography (PET) tracers2018

    • Author(s)
      Goedert M*, Yamaguchi Y, Mishra S, Higuchi M, Sahara N
    • Journal Title

      Frontiers in Neurology

      Volume: 9 Pages: 70

    • DOI

      10.3389/fneur.2018.0070

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Distinct binding of PET ligands PBB3 and AV-1451 to tau fibril strains in neurodegenerative tauopathies2017

    • Author(s)
      Ono Maiko、Sahara Naruhiko、Kumata Katsushi、Ji Bin、Ni Ruiqing、Koga Shunsuke、Dickson Dennis W.、Trojanowski John Q.、Lee Virginia M-Y.、Yoshida Mari、Hozumi Isao、Yoshiyama Yasumasa、van Swieten John C.、Nordberg Agneta、Suhara Tetsuya、Zhang Ming-Rong、Higuchi Makoto
    • Journal Title

      Brain

      Volume: 140 Pages: 764-780

    • DOI

      10.1093/brain/aww339

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fluorescence and autoradiographic evaluation of tau PET ligand PBB3 to α-synuclein pathology2017

    • Author(s)
      Koga Shunsuke、Ono Maiko、Sahara Naruhiko、Higuchi Makoto、Dickson Dennis W.
    • Journal Title

      Movement Disorders

      Volume: 32 Pages: 884~892

    • DOI

      10.1002/mds.27013

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Altered tau isoform ratio caused by loss of FUS and SFPQ function leads to FTLD-like phenotypes2017

    • Author(s)
      Ishigaki S, Fujioka Y, Okada Y, Riku Y, Udagawa T, Honda D, Yokoi S, Endo K, Ikenaka K, Takagi S, Iguchi Y, Sahara N, Takashima A, Okano H, Yoshida M, Warita H, Aoki M, Watanabe H, Okad H, Katsuno M, Sobue G.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 18 Pages: 1118-1131

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.01.013.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In vivo tau imaging for a diagnostic platform of tauopathy using the rTg4510 mouse line2017

    • Author(s)
      Sahara N*, Shimojo M, Ono M, Takuwa H, Febo M, Higuchi M, Suhara T
    • Journal Title

      Frontiers in Neurology

      Volume: 8 Pages: 663

    • DOI

      10.3389/fneur.201700663

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] タウオリゴマーの実態とその遺伝学的因果関係2017

    • Author(s)
      佐原成彦
    • Journal Title

      実験医学 認知症 発症前治療のために解明すべき分子病態は何か?

      Volume: 35 Pages: 90-96

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Comparative study of tau PET ligands for detecting distinct tau pathologies2017

    • Author(s)
      佐原成彦
    • Organizer
      脳タンパク質老化と認知症制御国際タウシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] In vivo visualization of tau pathology, neurodegeneration and neuroinflammation for developing a diagnostic platform of tauopathy2017

    • Author(s)
      佐原成彦
    • Organizer
      脳タンパク質老化と認知症制御第2回国際シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] タウを標的とした診断・治療薬開発の現状2017

    • Author(s)
      佐原成彦
    • Organizer
      第39回日本生物学的精神医学会・第47回日本神経精神薬理学会合同年会
    • Invited
  • [Presentation] Visualization of microglial response to tau-induced neurodegeneration in a model of tauopathy2017

    • Author(s)
      Naruhiko Sahara, Jun Maeda, Ai Ishikawa, Maiko Ono, Hiroyuki Takuwa, Masafumi Shimojo, Takeharu Minamihisamatsu, Masaki Tokunaga, Shoko Uchida, Izumi Matsumoto, Ming-Rong Zhang, Tetsuya Suhara, Makoto Higuchi
    • Organizer
      Alzheimer's Association International Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigating combinatory phosphorylation of tau in a propagation model of tauopathy2017

    • Author(s)
      Naruhiko Sahara, Taeko Kimura, Gen Matsumoto
    • Organizer
      Neuroscience 2017
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17  

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