脳エネルギー代謝を指標とした多発性硬化症PET診断の可能性の検証研究

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K07731
• Research Institution: Showa Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 宿里 充穗 昭和薬科大学, 薬学部, 講師 (20525571)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 多発性硬化症 / 酢酸代謝 / グリア細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、脳エネルギー代謝のPETイメージングにより多発性硬化症（MS）診断が可能であるかについて、モデル動物を用いた評価を進めている。MSの病態研究に使用されることの多い実験的自己免疫性脳脊髄炎（EAE)モデルラットを用い、神経細胞とグリア細胞へのエネルギー供給に関与するとの報告がある糖代謝や酢酸代謝等の各種放射性プローブの集積がどのように変化するかについて明らかにする計画である。
ミエリン塩基性タンパク質（MBP）投与による単相性のEAEモデルラットを対象とし、C-14 Acetateを用いたex vivoオートラジオグラフィ実験を行った結果、神経症状が出現するよりも早い時期からC-14 Acetateの脳内集積が増加することが明らかとなった。また、症状が回復した時期においては、C-14 Acetate集積も正常群と同程度にまで低下した。以上の結果は、酢酸代謝がEAEの早期検出に有用である可能性を示すものであり、再発と寛解を適切にモニタリングすることが重要なMS診断への応用に向けて有益な知見が得られたと考えられる。
現在、免疫組織化学染色法によりMBP処置後の経時的な細胞変化の評価を進めており、C-14 Acetateの集積変化との比較により、酢酸代謝が反映する細胞種の同定を行う予定である。また、治療効果判定に有用であるかを明らかにする目的で、フィンゴリモド投与によるC-14 Acetate集積変化の反応性について検討を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成30年度の検討により、単相性EAEモデル動物では脳内の酢酸代謝がEAEの早期診断の指標となり得る可能性を示す結果が得られた。MS診断への応用にむけては、細胞変化との比較、再発予測および治療効果の評価が可能であるか検証することが必要ではあるが、本研究計画を遂行する上で必須となる実験系が確立できたこと、さらに研究の進展につながる重要な知見が得られたことから、おおむね順調に進捗していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度の研究成果を踏まえ、酢酸代謝によるMS診断の可能性に関する検討を下記の研究計画に従って継続する。
①MBP処置後の経時的な細胞変化と神経症状およびC-14 Acetate集積の変化との比較を行い、EAEにおいて酢酸代謝が反映する細胞種の同定を行う。
②フィンゴリモド等の治療薬投与後のC-14 Acetate集積の変化を明らかにし、治療効果の指標として有用であるか検証する。
③慢性再発型のEAEモデルマウスを用いた実験系を確立し、再発の予測に有用であるか検証する。
また、C-14 2-Deoxyglucoseを用いて糖代謝を指標としたMS診断の可能性についても、同様の検討を進める予定である。

Causes of Carryover

当初の予定では、糖代謝に関する検討も今年度に実施する予定であったが、EAEによる酢酸代謝の経時変化のイメージング実験を優先して実施したため、モデル動物の作製およびトレーサー実験に掛かる費用の次年度使用額が生じることとなった。研究計画に従い、実験動物および研究用試薬の購入にあてるものとする。