逆行性顔面神経細胞変性の抑制機構の解明―変性神経の外科的治療をめざしてー

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09335
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 長谷川 光広 藤田医科大学, 医学部, 客員教授 (70218460)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 逆行性変性 / 神経細胞死 / 顔面神経 / 脳幹損傷 / 神経保護

Outline of Annual Research Achievements

顔面の運動を支配している顔面神経は、主に顔面の表情、閉眼、口すぼめ等を司る機能を有する。その障害により、顔面表情の非対称性から来る整容問題のみならず、兎眼、流涎、角膜潰瘍から失明、咀嚼・構音障害等の著しいADL低下を来す。頭蓋外での末梢性の障害では顔面神経機能は回復が得られるが、顔面神経軸索の損傷を脳幹や脳槽内で起こすと、顔面神経核は早期から逆行性に変性して多くの神経核が脱落してしまう事がわかった。われわれはこれまでに、顔面神経を頭蓋外から引き抜くことで脳槽内で軸索損傷が起こり、顔面神経の神経細胞を逆行性に変性、脱落させるモデルを作成できた（Neuroprotective effects of pregabalin in a rat model of intracisternal facial nerve avulsion. J Neurosurg Sci. 2017）。免疫抑制剤であるcalcineurin inhibitorのTacrolimusは、細胞内FK506 binding protein (FKBP)と特異的に結合して複合体を形成し、カルシニューリンによるnuclear factor of activated T cell (NFAT) の脱リン酸化を阻害する。ラット脊髄損傷モデルや脳虚血モデルにおいてTacrolimus投与による神経保護作用とアポトーシス抑制作用の報告がなされ、またミトコンドリアから細胞質内へのチトクロームCの移動の抑制や、GAP-43 (growth associated protein 43) の発現を促進させる等の報告がある。今回Tacrolimusのこれらの作用に注目し、我々の確立したモデルに対しTacrolimusを負荷し、顔面神経細胞核の逆行性神経細胞脱落現象に対する免疫系の保護効果の探求をめざした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

成雄ウィスターラットの耳介後部に2cmの皮膚切開から茎乳突孔より末梢で顔面神経本幹を露出し、長軸方向に緩徐に6mm引き抜くことで、脳槽内顔面神経切断モデルを作成した。このモデルは我々が発案作成し、急速な逆行性変性を報告している（J Neurosurg Sci. 2017）。術後連日tacrolimus皮下投与（Day0-6、1mg/kg/day）、control群は0.9%NaClを同量投与とした。術後Day 4, 7, 14, 28で健病側の顔面神経核内細胞数を計測すると、顔面神経核内の生存神経細胞は、Day14，28ともに損傷側で神経細胞数は有意に減少した。Tacrolimus投与群の顔面神経細胞減少率はday14では低下傾向を示し、day28では有意に抑制され、Tacrolimusによる逆行性変性抑制効果がみられた。免疫染色では、Iba1陽性細胞はday14で減少、day28で増加し、GFAP陽性細胞の発現には差はなかった。CD68抗体陽性細胞は損傷側の顔面神経核内神経細胞周囲に散在性に認めたが、健側では認めなかった。リアルタイムPCRにて、CD68、IL-10、IL-2、TNF-αの発現をみることで、本モデルにおけるサイトカインの関与の詳細を遺伝子レベルで解明する予定であったが、コロナその他の社会情勢もあり試薬不足で実証が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

現在リアルタイムPCRにて、CD68、IL-10、IL-2、TNF-αの発現の計測の精度を改善中である。タクロリムスは細胞内でFK506 binding protein 、さらにカルシニューリンに結合する。そして、IL-2に代表される種々のサイトカインの発現を抑制する。これにより、細胞傷害性T細胞の分化増殖を抑制、細胞性免疫・体液性免疫の両方を抑制する事が知られている。ミクログリアは，神経栄養因子の放出や細胞死に陥った神経細胞やグリア系細胞のdebris の除去などにより神経保護効果をもたらすが，一方で活性化ミクログリアによる炎症の惹起は神経細胞を傷害し，炎症性サイトカイン以外に一酸化窒素（NO）やフリーラジカル，興奮性アミノ酸などの多くの神経傷害因子を放出しているとされる。逆行性変性過程において、Tacrolimus投与が、ミクログリアの活性化を遅延させることが、Tacrolimus投与における逆行性変性の抑制の一因であると推定され、さらにその詳細と臨床応用の可能性を検討する。

Causes of Carryover

コロナ禍と研究責任者の勤務地移動もあり、計画通りの実験結果を十分に得ることが
できなかった。
今後もリアルタイムPCRにて、CD68、IL-10、IL-2、TNF-α等の遺伝子レベルでの発現
を精度が高い状態で検索する予定で、そのための試薬購入を予定しています。