2020 Fiscal Year Research-status Report
「血液くも膜関門排出輸送に基づく中枢解毒」仮説の実証研究
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19K22599
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
立川 正憲 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (00401810)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉藤 貴志 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (90360552)
吉良 潤一 国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 教授 (40183305)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 血液くも膜関門 / 排出輸送 / 細胞外小胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
血液-くも膜関門(Blood-Arachnoid Barrier, BAB)は、密着結合によって連結されたarachnoid barrier(AB)細胞を実体とし、解剖学的には外側脳脊髄液関門として位置づけられている。しかし、血液-くも膜関門が脳脊髄液中の物質動態をどのように制御しているのか不明である。脳内物質動態制御における血液-くも膜関門の役割を解明することは、脳内環境の維持機構を明らかにするうえで重要な課題である。そこで本研究では、速度論解析と質量分析による標的タンパク質定量プロテオミクス・網羅的プロテオミクスを用いて、血液-くも膜関門が脳脊髄液中の老廃物や有害物質に対する排出輸送系を備えているとの仮説を実証することを目的とした。本年度は、老廃物や有害物質として細胞外小胞（エクソソーム）及びウイルス性タンパク質に着目し、これらを定量的に分析するために、液体クロマトグラフィー―質量分析装置を用いた標的タンパク質定量プロテオミクス及び網羅的プロテオミクスの分析系を構築した。具体的には、細胞外小胞に対する血液-くも膜関門輸送系の同定を目的として、複数の細胞から細胞外小胞を単離し、網羅的プロテオミクスの手法を用いた、細胞外小胞に発現するタンパク質の定量的プロファイリングを行った。さらに、ウイルス性タンパク質から定量標的配列を同定するとともに定量系を確立した。これまでに得られた分析結果をもとに、細胞外小胞やウイルス性タンパク質の脳脊髄液中からの消失過程を速度論的に解析するとともに、中和抗体やペプチドミメティックなどの阻害剤による阻害スペクトルから輸送系を明らかにする計画を進める。
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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
今年度は、脳脊髄液中の老廃物や有害物質として、老廃物を内包するキャリアーとしての役割が想定される細胞外小胞、及びウイルス性タンパク質に着目し、質量分析装置を用いた標的タンパク質定量プロテオミクス・網羅的プロテオミクスの分析系構築を行った。当初の計画通り、脳脊髄液からの消失過程の速度論的解析及び輸送体分子の同定に不可欠となるデータ取得が可能となった。以上の結果から、次年度におけるin vivo速度論解析やイメージング解析を推進するための基盤を確立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vivo速度論解析において取得される脳脊髄液は微量であり、特に細胞外小胞やタンパク質の脳脊髄液からの消失過程を解析するためには、定量分析による高感度化が必要である。細胞外小胞については脳脊髄液中からの濃縮が有効な手段と考えられることから、微量サンプルからの細胞外小胞濃縮用デバイスについて生体工学の専門家との共同研究を推進する。くも膜組織は複数の細胞から構成されており、密着結合を有するarachnoid barrier細胞以外の寄与を必ずしも排除できない。そこでシングルセルRNA-seq解析によって、arachnoid barrier細胞における輸送体発現のプロファイリングを試みる。
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| Causes of Carryover |
定量プロテオミクス解析に用いる分析カラム及び分析用消耗品の購入を想定していたが、分析の一部を次年度に行うこととしたため、次年度使用額が生じた。次年度において、翌年度分として請求した研究費と合わせて分析カラム及び分析用消耗品の購入に使用する予定である。
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