2023 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, 医学部, 教授(連携講座) (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 |
前年度完成させた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を用い、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化合物の中規模スクリーニングを施行した。相互細胞接着型ヒト血液脳関門三次元モデルの大量生産による多検体解析が可能となったため、対象とする化合物は、これまで検討してきた脂溶性・低分子化合物の条件をなくし、FDA承認の特許切れ200種類の化合物ライブラリーに拡大して検証した。
結果は、BDNFの発現させる3種類(catecholamine系化合物2つ、微小管形成阻害剤)の化合物を三次元モデルの血管内皮細胞側に作用させることで、この相互細胞接着型ヒト血液脳関門三次元モデルのアストロサイトから神経栄養因子BDNFが放出されることが明らかになった。追加の解析で3種類とも血管内皮細胞、アストロサイト、ペリサイトの単培養系ではBDNFの分泌は見られなかったが、3種混合培養時と内皮細胞・アストロサイトの共培養時にのみBDNFの分泌促進が確認された。これらのうち2種類の化合物は親水性の構造を呈した中分子化合物であり、BBB通過能を保持していないことが想定された。
以上のことから、BBBの通過能を持たないような化合物であっても、内皮細胞を介してアストロサイトを刺激することでBDNFの産生が誘導される機序が存在することが明らかとなった。さらに、血液脳関門を自由に透過できる低分子物質でなくても血管内皮細胞を刺激できる化合物であれば、BBBを介した神経栄養因子による脳内環境の変化を誘導できる可能性が示された。
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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
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、令和4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いる。本年度は、このモデルを用いた中規模のスクリーニング法の確立とリード化合物の同定に至っており、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が可能な段階まで進展しており、概ね予定通りに進んでいる。昨年から取り組んでいる産業化については、大規模スクリーニングの目処がたったことで、本モデルを用いた製薬企業との事業展開が可能となっており、現在起業の準備を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 現在、今年度進めてきたFDA承認の化合物ライブラリーの残り200種類の化合物スクリーニングを進める。
2. すでに同定したEP4アゴニスト、S1P5アゴニスト、catecholamine系化合物2つ、微小管形成阻害剤による血管内皮細胞を介したアストロサイトからのBDNF放出に関して、血管内皮細胞からアストロサイトのBDNF 分泌を促進させる液性因子の同定や至適血中濃度の検証を行って、以降計画するin vivo実験の基盤を確立する。
3. 化合物ライブラリーの提供が可能な製薬会社と共同研究を行い、大規模スクリーニング研究をすすめる。
4. 本モデルを用いたビジネスモデルを構築し、起業化をすすめる。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Autocrine TNF-alpha Increases Penetration of Myelin-Associated Glycoprotein Antibodies Across the Blood-Nerve Barrier in Anti-MAG Neuropathy.2023
Author(s)
Sato R, Shimizu F, Kuwahara M, Mizukami Y, Watanabe K, Maeda T, Sano Y, Takeshita Y, Koga M, Kusunoki S, Kanda T.
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Journal Title
Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm.
Volume: 10
Pages: e200086
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] The effect of IgG from CIDP and MMN on the blood-nerve barrier2023
Author(s)
Fumitaka Shimizu, Ryota Sato, Yoichi Mizukami, Kenji Watanabe, Sonoko Misawa, Naoko Matsui, Yukio Takeshita, Toshihiko Maeda, Michiaki Koga, Yuishin Izumi, Satoshi Kuwabara and Takashi Kanda
Organizer
第64回日本神経学会学術集会
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