2020 Fiscal Year Research-status Report
Hereditary leukoencephalopathy with axonal spheroids: CSF1R positive cells and lesion staging based on brain image
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19K07820
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
小柳 清光 信州大学, 医学部, 特任教授 (00134958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 光則 信州大学, 医学部, 特任教授 (30240039)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ALSP / HDLS / 白質脳症 / 遺伝性 / ミクログリア / CSF1R / アストロサイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、現代日本の大きな社会的問題となったヒト若年性認知症の一つである、腫大神経軸索（スフェロイド）を伴う遺伝性大脳白質変性症（ALSP: adult onset leukoencephalopathy with axonal spheroids and pigmented glia）における（1）脳の神経病理学的ステージごとのCSF1R発現細胞種を同定し、（2）生存患者さんの脳画像所見から脳病変ステージ診断を行って、脳病変の実体と予後を知るための脳画像所見の基準を確立することを目的としている。
代表者らは世界でも初めて、ALSP白質病変が一定の方向性を有して進展拡大し、神経病理学的ステージが4段階からなること、各ステージで軸索やミクログリア、アストロサイトなどがダイナミックかつ特徴的な変化を示すこと、を報告した（Oyanagi K, et al. Brain Pathol. 27: 748-769, 2017）。さらに国際神経病理学会（2018年9月、ICN2018）では、ステージの進行によってミクログリアマーカーIba1陽性の細胞が減少する一方、ALSP病因遺伝子産物であるCSF1Rの陽性細胞が増加する事を見出し報告した（Oyanagi K, et al. ）。また令和2（2020）年度、ALSPの発病早期から強度に萎縮する脳梁で、ミクログリアが半卵円とは異なる形態変化を示していることを見出した（Kinoshita M, Oyanagi K, et al. eNeurologicalSci 22; 100310, 2021）。これらの所見を基盤として本研究の上記2テーマを追求する。
本研究成果はミクログリア研究にもCSF1R研究にも大きな一石を投じることになり、さらに脳画像所見からの脳病変ステージ診断は生存患者さんの臨床予後の予測には不可欠に重要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度は主として脳剖検標本の新規蒐集と標本作製を行った。稀な疾患であるALSP研究推進のため日本全国から研究協力者を募り、ALSP症例はBrain Pathol 2017に報告した10例と新規ALSP4例の計14剖検例（男性7名、女性7名）、対照は年齢相応の6剖検例（男性3名、女性3名）を蒐集しえた。剖検材料の活用には共同研究としての確約がとれており、各施設で綿密なインフォームドコンセントが成されている。これらの検索症例数は本研究に必要最低限であり、かつ世界でも最大級のものである。2019年度、前頭葉パラフィンブロックから6ミクロン厚連続切片を作成し、ミクログリア（Iba1 [ミクログリア全般]、CD40 [M1ミクログリアマーカー]、CD163 [M2ミクログリアマーカー]）、アストロサイト（GFAP）、オリゴデンドログリア（Olig2）、およびCSF1Rに対する抗体を用いた免疫染色を行った。抗CSF1R抗体が多重免疫染色不能のため、連続切片それぞれに単一免疫染色を行いこれに重ねたサンドイッチ免疫染色、すなわちIba1-CSF1R-CD40-CD163とGFAP-CSF1R-Olig2の2通りの染色を開始した。
2020年度は、これらのALSP14剖検例と対照6剖検例の前頭葉のIba1-CSF1R-CD40-CD163とGFAP-CSF1R-Olig2との2通りのサンドイッチ染色を完成させた。これらを明視野光顕観察し、同一の細胞がどの免疫染色に陽性か、多数細胞を連続切片で綿密に観察し、連続切片にまたがる個々の細胞を観察して、CSF1Rが各症例、各ステージでどの細胞種に発現しているかを解析しつつある。また2020年度は、これらの剖検症例の発病当初と死亡直前の脳画像すなわちMRIまたはCTの画像を上記共同研究施設から供与して戴き、その特徴の定量的解析を開始した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、（1）2020年度に引き続き、ALSP14剖検例と対照6剖検例の前頭葉のIba1-CSF1R-CD40-CD163とGFAP-CSF1R-Olig2との2通りのサンドイッチ染色標本を明視野光顕観察により定量的に検索し、同一の細胞がどの免疫染色に陽性か、多数細胞を連続切片で綿密に観察し、連続切片にまたがる個々の細胞を観察して、CSF1Rが各症例、各脳病変ステージでどの細胞種に発現しているか、その推移を明らかにする。（2）生存ALSP患者さんの脳内に生じている病変ステージを脳画像所見から診断するための脳画像診断基準を明らかにする。このために、今回日本全国の共同研究施設から供出して頂いたALSP14剖検例の生前の脳MRI 水平断FLAIR画像またはT2強調画像を、複数名（2名以上）の神経内科専門医がそれぞれ計2回、＜白質病変＞と＜萎縮＞について、得点を与えながら画像読影する。＜白質病変＞前頭葉、頭頂葉、側頭葉、後頭葉、橋底部、小脳の各部位の白質のFLAIR画像またはT2強調画像高信号病変を評価し、それぞれに得点（0-4点）を与える。合計24点満点。＜萎縮＞前頭葉白質萎縮、側脳室拡大、脳梁萎縮、脳幹小脳萎縮の各部位の萎縮と側脳室拡大の程度について評価し、それぞれに得点（0-4点）を与える。合計16点満点。※MRIは水平断であるため、脳梁は「膝部」と「膨大部」について評価する。
＜脳画像所見からの脳病変ステージ評価と、神経病理医による脳病変ステージ診断の一致に関する検討＞脳画像所見から判定した脳病変ステージ評価と、神経病理医による脳病変ステージ診断の一致度について、κ係数を算出して検討する。
以上、（1）（2）を完了し本研究を完遂する。
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| Causes of Carryover |
2020年度の免疫染色を効率的に行うことが出来たため次年度使用額が生じた。
これらの研究費は2021年度に研究を完了するために計測データ処理のためのパソコン等に当てる予定。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Pathologic basis of the preferential thinning of corpus callosum in adult-onset leukoencephalopathy with axonal spheroids and pigmented glia (ALSP)2021
Author(s)
Kinoshita M, Oyanagi K, Kondo Y, Ishizawa K, Ishihara K, Yoshida M, Inoue T, Mitsuyama Y, Yoshida K, Yamada M, Sekijima Y, Ikeda S
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Journal Title
eNeurologicalSci
Volume: 22
Pages: 100310
DOI
Peer Reviewed
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