2020 Fiscal Year Research-status Report
Brain-derived exosomes in plasma as a potential biomarker for Parkinson's and related diseases
| Project/Area Number |
20K16605
|
|---|
| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
|---|
Principal Investigator |
大道 卓摩 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (60869288)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | カフェイン / パーキンソン病 / 多系統萎縮症 / 脳細胞由来エクソソーム / 血液バイオマーカー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
当該研究の目的の１つに『PDおよびPSのヒト血漿中脳細胞由来エクソソームに含有される疾患特異的蛋白の測定』を上げており、疾患特異的な候補分子の同定に取り組む２つの研究を実施した。
第一に、パーキンソン病(PD)の疾患特異的な候補分子として、代謝産物であるカフェインに注目し、カフェインを定量的に測定できるELISAを独自に開発し、PD/MSAおよび疾患対象者の血清/血漿検体で、カフェイン濃度の測定を行った。結果として、PD/MSAの背景因子（年齢、罹病期間、疾患重症度、MIBG心筋シンチグラフィーH/M比など）に因らず、PD/MSA群では、疾患対照者群よりも、血清/血漿カフェイン濃度が低いことが証明できた。
第二に、アルツハイマー病マーカーである、アミロイドβ(1-42, 1-40)、総タウ、181スレオニンでのリン酸化タウ (p-tau181)や、軸索障害マーカーである、ニューロフィラメント軽鎖 (NfL) とリン酸化ニューロフィラメント重鎖 (p-NfH)、ミクログリア活動性マーカー候補である可溶性TREM2、そしてアストロサイト傷害マーカーであるGFAPを、Simoa(Quanterix社製超高感度デジタルELISA)を用いて、別コホート（単純ヘルペス患者群、水痘帯状疱疹患者群、疾患対照群）の検体で測定し報告した。
また、当該研究の同一コホート内において臨床情報を収集しており、PD患者のQOLへのCOVID-19の影響を調査することを目的として、不安、不眠、抑うつ症状の評価を実施した。結果として、COVID-19パンデミック下で、パーキンソン病の生活機能やQOLが低い（MDS-UPDRS part2スコアが高い）症例ほど、不安と抑うつ症状を発症しやすいことを報告した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ヒト血漿中の脳細胞由来エクソソームの定量が、PDおよびPSの血液バイオマーカーとして有用であることを検証するために、『脳細胞由来エクソソーム量の定量系の確立』と『PDとPS患者血漿における脳細胞由来エクソソーム定量系を用いた検討』を予定し、脳細胞由来エクソソーム量を測定するための、PD/多系統萎縮症(MSA)/進行性核上性麻痺(PSP)患者および疾患対照者から末梢血血漿の採集をすすめた。その採集サンプルについて、臨床情報をデータベースとして登録した。
採集サンプルを、エクソソーム分離と抽出をするために、米国の研究協力者に送付した。しかし、COVID-19の影響で米国の研究協力者の実験および解析に大幅な遅れが出ており、送付した検体のエクソソーム分離が完遂できていない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
ヒト血漿中の脳細胞由来エクソソーム含有蛋白が、PDおよびPSの血液バイオマーカーとして有用であることを検証するために『PDおよびPSのヒト血漿中脳細胞由来エクソソームに含有される疾患特異的蛋白の測定』を2021年度に予定していた。しかし、エクソソーム領域の研究が急速に進展しているため、脳神経由来エクソソーム含有蛋白として、従来の研究計画に記載したバイオマーカー（α‐シヌクレイン、αーシヌクレインオリゴマー）だけでは新規性に乏しい可能性があり、新たなバイオマーカーとして、血清/血漿カフェイン、カフェイン代謝産物、血漿炎症性マーカー、エネルギー産生酵素活性測定など、多様な候補バイオマーカーについて、当該研究のコホート内でパイロット的解析を進めている。「研究実績の概要」内でも記載したように、血漿カフェインについては、独自のELISA系を開発しており、脳神経由来エクソソーム内の濃度測定にも応用可能と考えている。
|
| Causes of Carryover |
本年度、PD/MSA/PSP血漿検体からのエクソソームの分離実験がCOVID-19の影響もあり、予定通りに実施できなかった。エクソソーム分離用キットと試薬、エクソソーム分離の確認に必要なナノ粒子解析システム(NanoSight)とナノ粒子マルチアナライザー(qNano)の消耗品と試薬、エクソソーム精製のための試薬と抗体、生化学実験試薬については、次年度の実験時に必要となる。また、エクソソーム中の含有蛋白の測定するために超高感度の定量が可能なSimoa(Quanterix社製超高感度デジタルELISA)の試薬と消耗品について、当初検証を予定していたバイオマーカー候補分子以外にも測定の必要が生じることが予想され、その試薬と消耗品への使用を検討している。
|
