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2020 Fiscal Year Research-status Report

大脳サイトメガロウイルス感染による血液脳関門破綻の新たな機序の解明と治療法の探索

Research Project

Project/Area Number 17K08784
Research InstitutionHamamatsu University School of Medicine

Principal Investigator

河崎 秀陽  浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 准教授 (90397381)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2022-03-31
Keywordsサイトメガロウイルス / 血液脳関門 / 微粒子 / ナノスーツ
Outline of Annual Research Achievements

サイトメガロウイルス(CMV)は胎内感染によって小頭症などの重篤な中枢神経障害を引き起こす。ダウン症に匹敵する大きな先天異常である。成人になるまで約60%~90%の人がCMVに感染するが、健常者では重篤な症状を呈することは少ない。しかし近年、抗CMV抗体高値を示す高齢者優位に認知症発症率の高さが指摘され
るようになり注目を集めている。
申請者はマウスモデルを使ってCMV大脳感染機序を解明してきた。2015年にはCMV感染による血液脳関門(BBB)破綻現象をin vivoで初めて観察しAm J Pathol誌に発表した。その中でBBB破綻がCMV中枢神経障害の重要な病理機序であることを示した。本申請ではCMV慢性持続感染がBBB脆弱性に影響を及ぼし認知症発症に関わ
るとの仮説をたてた。今回はCMV感染によるBBB破綻機序の分子学的解析と認知症を含めたCMV誘発性神経疾患の予防・治療法につなげることを目的とする。
今回の申請ではCMVによるBBBの破綻機序をより詳しく検索する予定であった。今年度もin vitro BBB モデルを利用したCMV感染BBB破綻機序の解析を計画していた。当初はBBB再構成モデルとなるマウスBBBキットを提供会社から購入できる予定であったが、開発が遅れ購入するこができなかった。現在は正確な実験を保証するためのウイルス微粒子のカウント法について開発中であり、微量液滴を用いたCMV粒子のカウントや観察を試みている。またマウス感染脳に対して経時的な脳血管壁の立体構造変化を走査型電子顕微鏡(ナノスーツ法)での観察を試みている。
今年度は新型コロナの影響もあり、研究の発展はあまりみられなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

今回の申請ではCMVによるBBBの破綻機序をより詳しく検索するために、今年度もin vitro BBB モデルを利用したCMV感染BBB破綻機序の解析を計画していた。
当初BBB再構成モデルであるマウスBBBキットが提供会社から購入できる予定であったが、会社の開発が遅れており購入することができなかった。マウスサイトメガロウイルスはマウスの細胞でしか感染増殖しないため、他の動物種では代用することができない。また予算申請書で書いたヒトiPS細胞を使用し、同一細胞由来のBBBを3次元的にin vitroで再現したとの情報がかつてあったが、現時点での実現性が難しいことが判明している。慢性CMV感染モデルマウスにおけるBBB脆弱性の検討をするために慢性感染モデルの作成を試みている。その中で来年度はCyclophilin A(CyPA) knockout mouseを使用する計画である。今年度もCyPA knockout mouseのホモの作成がうまくいかず、こちらも進捗が滞っている状態である。これらの現状を踏まえ現在は正確な実験を保証するためのウイルス微粒子のカウント法についても開発中であり、微量液滴を用いたCMV粒子のカウントや観察を試みている。またマウス感染脳に対して経時的な脳血管壁の立体構造変化を走査型電子顕微鏡(ナノスーツ法)での観察を試みている。

Strategy for Future Research Activity

当初BBB再構成モデルであるマウスBBBキットが提供会社から購入できる予定であったが、会社の開発が遅れており購入することができていない。マウスサイトメガロウイルスはマウスの細胞でしか感染増殖しないため、他の動物種では代用することができない。今後もin vitroのマウスBBBモデルの購入は難しいと考えられる。そのため実施期間においてin vivoの実験を中心として実験モデルの再構築を現在策定中である。CyPAのknockout mouseのbreedingによるホモ作成がうまくいかない可能性も想定し、今年度もマウスサイトメガロウイルスが血管内腔に付着・侵入・BBBの構造変化が現れるまでの経時的変化を、凍結切片やパラフィン切片を用いたナノスーツ法の観察をしていく予定である。ナノスーツ法とは高真空下でも生命を保護できる「生体適合性プラズマ重合膜」で、生きたまま、濡れたままの状態で生物の高解像度な電子顕微鏡観察することができる。このナノスーツ法を利用することで新たな知見を得られることが期待される。

Causes of Carryover

今年度は他の予算で補うことができたため、計画の予算を消化することはなかった。今年度は予定通り予算消化をする予定である。

  • Research Products

    (18 results)

All 2021 2020 2017

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 5 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (5 results)

  • [Journal Article] Telomere shortening in head and neck cancer: association between DNA demethylation and survival2021

    • Author(s)
      Yamada Satoshi、Misawa Kiyoshi、Mima Masato、Imai Atsushi、Mochizuki Daiki、Yamada Taiki、Shinmura Daichi、Kita Junya、Ishikawa Ryuji、Yamaguchi Yuki、Misawa Yuki、Kawasaki Hideya、Mineta Hiroyuki
    • Journal Title

      Journal of Cancer

      Volume: 12 Pages: 2165~2172

    • DOI

      10.7150/jca.54760

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gremlin-1 for the Differential Diagnosis of Idiopathic Pulmonary Fibrosis Versus Other Interstitial Lung Diseases: A Clinical and Pathophysiological Analysis2021

    • Author(s)
      Aoshima Yoichiro、Enomoto Yasunori、Muto Shigeki、Meguro Shiori、Kawasaki Hideya、Kosugi Isao、Fujisawa Tomoyuki、Enomoto Noriyuki、Inui Naoki、Nakamura Yutaro、Suda Takafumi、Iwashita Toshihide
    • Journal Title

      Lung

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00408-021-00440-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Combination of the NanoSuit method and gold/platinum particle-based lateral flow assay for quantitative and highly sensitive diagnosis using a desktop scanning electron microscope2021

    • Author(s)
      Kawasaki Hideya、Suzuki Hiromi、Maekawa Masato、Hariyama Takahiko
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      Volume: 196 Pages: 113924~113924

    • DOI

      10.1007/s00408-021-00440-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prolonged activation of cytomegalovirus early gene e1-promoter exclusively in neurons during infection of the developing cerebrum2021

    • Author(s)
      Kosugi Isao、Arai Yoshifumi、Baba Satoshi、Kawasaki Hideya、Iwashita Toshihide、Tsutsui Yoshihiro
    • Journal Title

      Acta Neuropathologica Communications

      Volume: 9 Pages: -

    • DOI

      10.7150/jca.54760

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Long interspersed nuclear element 1 hypomethylation has novel prognostic value and potential utility in liquid biopsy for oral cavity cancer2020

    • Author(s)
      Misawa Kiyoshi、Yamada Satoshi、Mima Masato、Nakagawa Takuya、Kurokawa Tomoya、Imai Atsushi、Mochizuki Daiki、Shinmura Daichi、Yamada Taiki、Kita Junya、Ishikawa Ryuji、Yamaguchi Yuki、Misawa Yuki、Kanazawa Takeharu、Kawasaki Hideya、Mineta Hiroyuki
    • Journal Title

      Biomarker Research

      Volume: 8 Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2021.113924

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Epstein?Barr virus is a promoter of lymphoma cell metastasis2020

    • Author(s)
      Shimada Shinji、Kawasaki Hideya、Diao Yong、Ren Hong-yun、Li Wen-hua、Tang Ming-qing
    • Journal Title

      Pathology

      Volume: 52 Pages: 676~685

    • DOI

      10.1016/j.pathol.2020.05.005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Incidentally discovered mesenteric paraganglia as large as a lymph node in the sigmoid mesocolon, a possible origin of mesenteric paraganglioma2020

    • Author(s)
      Suzuki Daisuke、Meguro Shiori、Watanabe Yuki、Kawai Toru、Kyokane Takanori、Aoshima Yoichiro、Enomoto Yasunori、Kawasaki Hideya、Yagi Haruna、Kosugi Isao、Fukushima Mayu、Baba Satoshi、Iwashita Toshihide
    • Journal Title

      Pathology International

      Volume: 70 Pages: 476~478

    • DOI

      10.1111/pin.12939

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Living Organisms under an Electron Microscope: the NanoSuit; Method aiming for Medical and Industrial Applications2020

    • Author(s)
      Takahiko Hariyama, Yasuharu Takaku, Chiyo Senoh, Satoshi Yamada, Toshiya Itoh, Chiaki Suzuki, Sayuri Takehara, Satoshi Hirakawa, Hideya Kawasaki
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 33 Pages: 517-522

    • DOI

      10.2494/photopolymer.33.517

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Overexpression of Sal-like protein 4 in head and neck cancer: epigenetic effects and clinical correlations2020

    • Author(s)
      Misawa Kiyoshi、Misawa Yuki、Mima Masato、Yamada Satoshi、Imai Atsushi、Mochizuki Daiki、Nakagawa Takuya、Kurokawa Tomoya、Endo Shiori、Kawasaki Hideya、Brenner John Chadwick.、Mineta Hiroyuki
    • Journal Title

      Cellular Oncology

      Volume: 43 Pages: 631~641

    • DOI

      10.1007/s13402-020-00509-5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] NanoSuit Technology を利用したパラフィン切片の 非破壊的な光-電子相関顕微鏡法 (CLEM)観察法の開発2021

    • Author(s)
      河崎秀陽
    • Organizer
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 CLEMシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] ナノスーツ法を利用した子宮頸部異形成病変におけるHPV粒子の観察2020

    • Author(s)
      河崎秀陽、他
    • Organizer
      第109回病理学会総会
  • [Book] 医学のあゆみ2021

    • Author(s)
      河崎秀陽
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      医歯薬出版
  • [Book] バイオミメティクス・エコミメティクス―持続可能な循環型社会へ導く技術革新のヒント―2021

    • Author(s)
      河崎秀陽、他
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 検査キット(補足:塗布ピンで捕捉抗体を塗布)(イムノクロマト検査キットの製造方法)2020

    • Inventor(s)
      河崎秀陽, 針山孝彦, 大庭博明, 神谷 航平, 尾関 佑斗
    • Industrial Property Rights Holder
      浜松医科大学、NTN株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-185342
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 検査キット(補足:捕捉抗体を微小ドットでメンブレンに塗布した)(イムノクロマト検査キット)2020

    • Inventor(s)
      河崎 秀陽, 針山 孝彦, 大庭 博明
    • Industrial Property Rights Holder
      浜松医科大学、NTN株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-185343
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 検査キット(補足:メンブレンの凹部底面に捕捉抗体を塗布した) (イムノクロマト検査キット)2020

    • Inventor(s)
      河崎 秀陽, 針山 孝彦, 大庭 博明
    • Industrial Property Rights Holder
      浜松医科大学、NTN株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-185344
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ナノスーツイムノクロマト法による病原体や疾患関連タンパク質などの高感度・定量観察法(イムノクロマトグラフィーによる測定方法)2020

    • Inventor(s)
      河崎 秀陽, 針山 孝彦
    • Industrial Property Rights Holder
      浜松医科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-079912
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電子顕微鏡によるナノ粒子の直接的な同定・定量のための検出キットおよび方法2017

    • Inventor(s)
      河崎 秀陽, 針山 孝彦
    • Industrial Property Rights Holder
      浜松医科大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特許第6818346号

URL: 

Published: 2021-12-27  

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