2018 Fiscal Year Research-status Report
Aβ蓄積に伴う味覚障害の発症機序解明とアルツハイマー病早期診断法の開発
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17K01416
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
橋本 弘司 熊本大学, 大学院生命科学研究部(保), 助教 (20237936)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米田 哲也 熊本大学, 大学院生命科学研究部(保), 准教授 (20305022)
國安 明彦 崇城大学, 薬学部, 教授 (90241348)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | MRI / 老人斑 / PADRE / 鉄染色 / 味覚 / アミロイド / 嫌悪学習 / 嗅球切除 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新たなMRI画像化技術（位相差強調画像化法：PADRE）PADREを用いて、βアミロイド沈着によるアルツハイマー型認知症を非侵襲かつ早期に見出す診断法の開発を3年間の研究期間を通して確立することを目的としている。
１）PADREによる老人斑検出技術の確立---30年度はこれまでに 予定していたトランスジェニックマウス30検体、コントロールマウス検体30検体の撮像を終了し、画像解析を進めている。撮像後、ホルマリン還流固定した各検体の脳の凍結連続切片に対し、鉄染色、カルシウム染色、免疫染色を行いPADRE撮像画像との比較を行い、MRI画像と各染色画像との間に月齢（9‐16ケ月令）に応じた老人斑の量に正の相関があることが分かった。この結果は現在、論文作成中であり、今年度中に投稿する予定である。２）MRI撮像の前処理方法の改善---MRIは強磁性体に大きく応答し画像を描出する。一方、老人斑の成長に合わせ、老人斑の中心部分に鉄分子が蓄積することが我々の研究で明らかになりつつある。MRI撮像の解像度を上げるために必要なフロリナートへの浸潤操作後、組織がスポンジ状になる現象に悩まされていたが、組織の冷蔵保存に問題があることがわかり解決した。３）老人斑蓄積による味覚閾値の変化---老人斑蓄積トランスジェニックを用いた、老人斑の量と味覚閾値の変化を検討する予定であったが、老齢トランスジェニックの確保および、地震によるMRIの故障により遂行が難しい状況である。そこで、これに代わる研究として、嗅球切除ラットの味覚閾値および嫌悪学習の変化の研究に移行している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成30年度の計画は1）MRI撮像の前処理法の改善と2）嗅球切除ラットの味覚閾値及び塩味に対する嫌悪学習の変化であった。昨年度は本研究者が痛みを伴う角膜の病気により右目の視力を喪失し無理が効かず、研究に費やす時間が充分に確保できなかった。現在は、右目の視力は回復していないが、治療により痛みが無くなったため、以前と比べると時間はかかるが、研究遂行に問題は無い。さらに、教員定員数削減の影響で定年退職された教授に代わり教育の専門を生理学から微生物学・寄生虫学に変更したため、授業及び実習の準備に多大な時間を費やさねばならなかった。
1）に関しては、概ね予定していたマウスの全数を撮像済みであり、論文執筆中である。さらに、引き続きヒトβアミロイド遺伝子を導入したトランスジェニックマウスを用いて、老人斑の蓄積が味覚閾値への影響を検索する予定であったが、2019年1月3日に熊本西部で発生した震度６の地震の影響によりMRI装置が故障し、2019年5月時点で修理の見込みが立っていない。また、共同研究者施設でのトラブルによるトランスジェニックマウスの繁殖不良によりマウスの数が確保できないという問題に直面している。トランスジェニックマウスでの研究はマウスの繁殖状況、およびMRIの修理の状況によるが、しばらく時間が掛かりそうである。したがって、早期認知症疑似モデルである嗅球切除ラットにおける味覚閾値の変化および嫌悪学習に及ぼす影響に全面的に切り替えて以後の研究を遂行する。２）に関しては新たに嗅球破壊ラットを作成するため気化麻酔の実験装置を作成する必要が新たに生じた。ラットの頭部固定装置に装着する商用ベースの口鼻部マスクでは嗅球の手術部位が隠れて手術が不能であるため、アクリル板での自作に取り掛かり、試行錯誤しながら１ケ月の時間を要したが、完成間近である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度は以下の２つの項目に関して研究を行う。
１）逆行性トレーサを用いた大脳皮質味覚野の部位の特定。
40検体のラット脳を解析中である。大脳皮質味覚野とその周辺部に微量注入したトレーサが視床後腹側内側核小細胞部（VPMpc）あるいは、扁桃体へ逆行性に投射しているかを指標に味覚野の特定を行っている。これまで、新たに確立した脳切片の自家蛍光の減弱法を用い蛍光トレーサの観察は容易になっている。これまで、VPMpcへの投射が認められたサンプルの解析の結果、大脳皮質味覚野であるdisgranular insular cortexだけでなく、やや尾側及び背側の部位からの投射が認められたため、詳細に観察する予定である。VPMpcと大脳皮質の解析と同時に、扁桃体への投射も同様に解析する予定である。
２）早期認知症モデルとした嗅球切除ラットの味覚閾値および嫌悪学習への影響。
ヒトでは認知症の早期に嗅覚の喪失があることが報告されている。トランスジェニックマウスでの研究は上記の理由により困難になったため、これに代わる方法として、早期認知症疑似モデルとして嗅球破壊ラットを作成し、嗅覚に障害のあるラットを対象に味覚閾値および嫌悪学習の変化を観察する。嗅球切除ラットでの味覚の研究は既に他の研究者により行われているが、嗅球をピペットで吸引破壊する方法や、メスでの切除等の方法で行われており、障害部位が大脳皮質前頭前野に及ぶものが多いため、嗅覚以外の影響が疑われる。本研究者はイボテン酸の微量注入により嗅球のみを破壊しうるため、大脳への影響が無いラットを作成する予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度に予定してた１）MRI撮像の前処理方法の改善と２）嗅球切除ラットの味覚閾値及び嫌悪学習の変化の2つのテーマについて研究を行った。１）については脳切片がスポンジ状になり顕微鏡撮影が困難になる問題に悩まされていたが、ホルマリン固定液に保存した脳を４℃の冷蔵庫で保存する際、凍結融解を繰り返した可能性が高く、室温時保存することで解決した。実験手順の見直しをすることで済んだため、必要な物品が不要となった。老齢トランスジェニックマウスの数が確保できない状態が続いていることと、地震によるMRI装置の故障に伴い、動物のMRI撮像が出来ず、修理の進行も予想が立たない状態であったため、年度末まで留保していたが、今年度は不測の事態となった。２）について、味覚閾値検出装置の改良費、物品費に計上していたが、ユニークメディカル社製の検出装置のハード面の性能が予想以上に良く、ソフトウェアの軽微な改良だけで済んでいる。ユニークメディカル社との取り交わしにより、軽微なソフトウェアの改良は無償で執り行う事ができた。
その他、本年度の本学施設使用料、消耗品費に関しては、前任教授から引き継いだ学内校費によりまかなう事ができた。また、本研究者の右目の不調によ学会にも参加する事ができなかった。令和元年度では、研究を加速するため、味覚閾値検出装置を一台追加し、残りの予算で消耗品、動物飼育費、学会発表等を行う予定である。
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Research Products
(1 results)
