2022 Fiscal Year Annual Research Report
Novel strategy to treat intractable CNS disorders, utilizing the properties of BBB-composing cells
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20H00529
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
神田 隆 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授(特命) (40204797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹下 幸男 山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70749829)
清水 文崇 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (90535254)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 血液脳関門 / 血管内皮細胞 / アストロサイト / ペリサイト / 自己抗体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
血管内皮細胞バリアーを通過して血液脳関門構成アストロサイト、ペリサイトに作用して有用物質を放出させる大規模低分子化合物スクリーニング法を完成させるために、温度感受性溶解ゲルを開発し、細胞自動分注機による大量生産可能な相互細胞接着型ヒト血液脳関門三次元モデルを構築した。開発した温度感受性溶解ゲルは、細胞分注装置でもハンドリングが容易な低粘度であり、かつ細胞接着性を保持し、37度以上でゾル化・溶解する特性を持つ。インサート膜の表面に層状に培養したペリサイト(裏面にはアストロサイトの層状培養)の上からこのゲルを加える。さらに、33度培養条件でゲル上に血管内皮細胞層を形成させた後に、37度に培養条件を変化させゲルをゾル化・溶解させることでインサート表面にペリサイトと血管内皮細胞を層培養させた相互細胞接着型ヒト血液脳関門三次元モデルを完成させた。
この技術の開発によって、これまで煩雑な手作業で大量作成できなかった相互細胞接着型ヒト血液脳関門三次元モデルを、細胞分注装置で安定的に大量に作成することが可能となり、製薬会社が保有する数万種類の化合物ライブラリーでのスクリーニング検証が可能となった。次年度は、このBBBモデルを用いた大規模低分子化合物スクリーニング法を完成させるという課題を残すのみとなった。なお、本技術を用いた起業を検討しており、特許戦略を優先し、論文発表は行なっていない。
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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
血液脳関門を直接的に破壊して中枢神経に対する有用物質を脳内移行させるのではなく、血管内に注入した血液脳関門を自由に透過できる低分子物質を用いて脳内環境を変化させる斬新な発想に基づく研究である。令和3年度は、相互細胞接着型ヒト血液脳関門三次元モデルを用いた小規模スクリーニング方法を確立し、本年度は、確立したスクリーニング法を大規模解析するための温度溶解性ゲルを用いた相互細胞接着型ヒト血液脳関門三次元モデルの開発に成功しており、課題としていた大規模化合物スクリーニング法を完成させる目処がつくようになった。加えて今回、BBBモデルの大量生産が可能となったことで、産業化の方向性が新たに加わっており、事業化にむけた実装化研究を新たな課題として設定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 今回完成させたモデルを用いて、低分子以外の化合物を含めた100-500種類程度の中規模化合物のスクリーニング法を確立させる。
2. 相互細胞接着型ヒト血液脳関門三次元モデルを用いた産業化のための特許戦略を含めた基礎研究を検証する
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[Journal Article] GRP78 Antibodies Are Associated With Blood-Brain Barrier Breakdown in Anti-Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein Antibody-Associated Disorder.2022
Author(s)
Fumitaka Shimizu, Ryo Ogawa, Yoichi Mizukami, Kenji Watanabe, Kanako Hara, Chihiro Kadono, Toshiyuki Takahashi, Tatsuro Misu, Yukio Takeshita, Yasuteru Sano, Miwako Fujisawa, Toshihiko Maeda, Ichiro Nakashima, Kazuo Fujihara, Takashi Kanda.
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Journal Title
Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm
Volume: 9
Pages: e1038
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Heterozygous NOTCH1 variants cause CNS immune activation and microangiopathy.2022
Author(s)
Helman G, Zarekiani P, Tromp SAM, Andrews A, Botto LD, Bonkowsky JL, Chassevent A, Giorgio E, Pippucci T, Shen W, Smith-Hicks C, Vaula G, Willemsen MAAP, Schimmel M, Vollert K, Shimizu F, Kanda T, Lynch M, Roscioli T, Taft RJ, Simons C, Bugiani M, Kuijpers TW, van der Knaap MS
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Journal Title
Ann Neurol
Volume: 92
Pages: 895-901
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Interaction of surfactant coated PLGA nanoparticles with in vitro human brain-like endothelial cells.2022
Author(s)
Moya ELJ, Lombardo SM, Vandenhaute E, Schneider M, Mysiorek C, Tureli AE, Kanda T, Shimizu F, Sano Y, Maubon N, Gosselet F, Gunday-Tureli N, Dehouck MP.
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Journal Title
Int J Pharm
Volume: 621
Pages: 121780
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Autocrine TNF-α increases penetration of MAG antibodies across the blood-nerve barrier in anti-MAG neuropathy.2022
Author(s)
Ryota Sato, Fumitaka Shimizu, Motoi Kuwahara, Yoichi Mizukami, Kenji Watanabe, Toshihiko Maeda, Yasuteru Sano, Yukio Takeshita, Michiaki Koga, Susumu Kusunoki, Takashi Kanda.
Organizer
第63回日本神経学会学術集会
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