パーキンソン病における脳内-血液免疫系細胞間のクロストーク開始起点と病態への関与

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09783
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 鈴木 秀一郎 札幌医科大学, 医学部, 助教 (90532929)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下濱 俊 札幌医科大学, 医学部, 教授 (60235687)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: パーキンソン病 / 免疫細胞 / ミクログリア / 神経細胞死 / 骨髄キメララット

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではGFP骨髄キメラパーキンソン病（PD）モデルラットを用い、ドパミン神経障害から神経細胞死に至る過程の中で血管内免疫細胞と脳ミクログリア（MG）が何を起点に関わり始め、病態を形成していくのかを明らかにすることを目的とする。
マクロファージはMGと遺伝子発現プロファイルが重複するが、GFP骨髄キメラモデル動物を作製することで識別が可能となる。ラットにX線照射して骨髄破壊し、GFPトランスジェニックラットの骨髄細胞を移植することでGFP骨髄キメララットを作製するが、初年度は検証するために最適な6-hydroxydopamine（6-OHDA）線条体導入骨髄キメララット(GFP骨髄キメラPDラット)の作製方法を確立した。
具体的にはX線照射時に頭部防護の有無、脾細胞の併用移植の有無、移植後プレドニゾロンの投与の有無で条件割付を行い、高キメラ率の作製方法を探索した。更に線条体に６-OHDAを投与した上でX線全身照射と脳防護照射で脳組織内のミクログリアに違いがないか免疫組織学的に評価した。X線全身照射後では骨髄単独移植でも高いキメラ率の骨髄キメララットが得られたが、脳内Iba1陽性細胞がほぼ全てGFP陽性であった。頭部防護X線照射では脾細胞の併用移植が必要であったが、Iba1陽性かつGFP陽性細胞は6-OHDA投与周囲と穿刺部位に限局していた。検討により、骨髄キメララット作製の際に頭部防護X線照射、脾細胞併用骨髄移植が仮説の検証に適した条件であると判断した。この条件で作製したGFP骨髄キメラPDラットの中脳黒質においてGFP陽性細胞の脳内浸潤を確認した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

予定期間内で各種条件割り振りを行い今後の検討に適した高キメラ率のGFP骨髄キメラPDラット作製方法が確立できた。更に同モデルラットの中脳黒質には血管内免疫担当細胞であるGFP陽性細胞の脳内浸潤が確認された。

Strategy for Future Research Activity

上記に検討において、GFP骨髄キメラPDラットの作製方法を確立した。今後TH（Tyrosine hydroxylase）、Iba-1（ ionized calcium-binding adapter molecule 1 ）、GFAP（Glial Fibrillary Acidic Protein）等の抗体を用いたドパミン神経、ミクログリア（あるいはマクロファージ）、アストロサイトの発現解析を行い、6-OHDA投与後の中脳黒質における時系列データとともに、各種CD抗体を用いてGFP陽性細胞のプロファイルを確認していく予定である。

Causes of Carryover

想定していたよりも少ないラット数で目的とするモデルラットの作製を確立できたため。次年度はGFP陽性細胞プロファイルの確認に使用する各種抗体を中心に、より多くの研究費を充てる予定である。

Research Products

• [Presentation] THE OPTIMAL PRECONDITIONING FOR BONE MARROW TRANSPLANTATION TO ESTABLISH 6-OHDA-LESIONED GFP BONE MARROW CHIMERIC PD MODEL RAT. (2017)
  • Author(s): S Suzuki, H Suzuki, K Yokokawa,T Saito, M Fujikura, T Manabe, N Iwahara, A Matsumura, T Matsushita, S Hisahara, J Kawamata, S Shimohama
  • Organizer: World Congress of Neurology 2017
  • Int'l Joint Research