2022 Fiscal Year Research-status Report
グリアコネキシン低分子量イソフォーム発現エキソソームによる脱髄炎の悪化と治療開発
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21K07467
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
中村 優理 国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 准教授 (40822375)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 亮 九州大学, 医学研究院, 准教授 (10467946)
今村 友裕 国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 講師 (30725122)
渡邉 充 九州大学, 大学病院, 助教 (30748009)
吉良 潤一 国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 教授 (40183305)
Maimaitijiang Guzailiayi 国際医療福祉大学, トランスレーショナルニューロサイエンスセンター, 特任助教 (60887107) [Withdrawn]
真崎 勝久 九州大学, 大学病院, 講師 (90612903)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 脱髄疾患 / 多発性硬化症 / エキソソーム / コネキシン / グリア線維性蛋白 / イソフォーム / マイクロRNA / アストログリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多発性硬化症(MS)は、再発寛解型で発症しても半数は二次進行型へ移行し、脱髄炎の慢性進行に伴い軸索障害が進む。アストログリアやオリゴデンドログリアは、コネキシン(Cx)で細胞間ギャップ結合を形成しエネルギー源やカリウムイオンのやり取りを通じて脳の恒常性を維持している。私たちはMSモデルの実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)においてグリアCxが代謝機能ばかりでなく脳炎症を制御する重要な役割を担っていることを明らかにした。グリアから放出されたエクソソームは血液脳関門(BBB)を通過できるので、本研究では、MS患者の各病期での血清エクソソームの解析を行った。MSでは、再発期と二次進行期で末梢血でアストログリア由来のglial fibrillary acidic protein含有エクソソームが増加するとともに、再発期、寛解期、二次進行期と次第にGJA1-29kが増加した。Cx43の低分子量isoformは、低酸素ストレスなどで発現が亢進し、チャネル機能を失うがRNA/DNA結合部位を保持する。GJA1-29kはマイクロRNA (miR)等を伝搬し、GJA-11kは核移行し細胞増殖を抑制する。そこで、血清エキソソームのRNAシークエンス解析を行った。二次進行型MSでは健常対照に比して、エキソソーム中のmiR301a, miR324, miR21, miR191, let-7e, let-7d, let-7f-1 and let-7f-2 が有意に増加していた。。野生型マウスEAEでは、ウェスタンブロット法で末梢血で急性期から慢性進行期にかけてGJA1-29kを発現するエクソソームが著増した。一方、EAEが軽症化するアストログリア特異的Cx43 inducible conditional knockout (icKO)マウスのEAEでは、増加はみられなかった。
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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
本年度は、以下のような重要な発見があったため、研究はおおむね順調に進展していると考える。
（１）血清エキソソームのRNAシークエンス解析を行い、二次進行型MSでは健常対照に比して、エキソソーム中のmiR301a、 miR324、miR21、miR191、let-7e、let-7d、let-7f-1、let-7f-2が有意に増加する変化を見出したため。
（２）MS患者の各病期での血清エクソソームの解析を行い、MSの再発期と二次進行期で末梢血でアストログリア由来のglial fibrillary acidic protein含有エクソソームが増加するとともに、再発期、寛解期、二次進行期と次第にGJA1-29kが増加する変化を発見したため。
（３）野生型マウスEAEでは、ウェスタンブロット法で末梢血で急性期から慢性進行期にかけてGJA1-29kを発現するエクソソームが著増する一方、EAEが軽症化するアストログリア特異的Cx43 inducible conditional knockout (icKO)マウスのEAEでは、その増加はみられなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の3つの発見から、GJA1-29k含有エキソソームは脳アストログリア由来で、miRを伝搬し、中枢神経炎症を増悪させると考えた。
（１）MS患者の各病期での血清エクソソームの解析を行い、MSの再発期と二次進行期で末梢血でアストログリア由来のglial fibrillary acidic protein含有エクソソームが増加するとともに、再発期、寛解期、二次進行期と次第にGJA1-29kが増加した。（２）野生型マウスEAEでは、ウェスタンブロット法で末梢血で急性期から慢性進行期にかけてGJA1-29kを発現するエクソソームが著増する一方、EAEが軽症化するアストログリア特異的Cx43 inducible conditional knockout (icKO)マウスのEAEでは、その増加は消失した。（３）血清エキソソームのRNAシークエンス解析により二次進行型MSでは健常対照に比して、エキソソーム中のmiR301a、 miR324、miR21、miR191、let-7e、let-7d、let-7f-1、let-7f-2 が有意に増加した。
今後、定量的PCR法により、RNAシークエンスでMSで増加していたmiRが本当に健常対照より増加しているかを多数例で検討する。これらの有意に増加していることが確認されたmiRの機能を培養免疫細胞やグリア細胞で検討する。
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| Causes of Carryover |
研究分担者の野生型及び脱髄炎が軽減するCx43 icKO(独自作成のGLASTCreERT;Cx43fl/fl マウスにタモキシフェンを投与しEAE誘導前にアストログリア特異的にCx43を脱落させた)マウスでの実験的自己免疫性脳脊髄炎(experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE)の解析は進んでいる一方、研究分担者の培養グリア細胞からのエキソソームの産生および産生されたエキソソームの制御性T細胞への作用の解析等が遅れているため、一部の経費を繰り越すことにした。実験の遅れは、in vivoでの解析に予定より多くの時間を要したためである。in vivoの解析が進んでいることから、今後、in vitroの解析も進めることができる。
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[Journal Article] Anti-LGI4 antibody is a novel juxtaparanodal autoantibody for chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy2023
Author(s)
Zhang X, Kira J, Ogata H, Imamura T, Mitsuishi M, Fujii T, Kobayashi M, Kitagawa K, Namihira Y, Ohya Y, Maimaitijiang G, Yamasaki R, Fukata Y, Fukata M, Isobe N, Nakamura Y.
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Journal Title
Neurology Neuroimmunology and Neuroinflammation
Volume: 10(2)
Pages: 1-13
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Foot-dorsiflexion power on the dominant hand side is useful to predict multiple sclerosis disability2022
Author(s)
Jun-ichi Kira, Ayako Sakoda, Yoshie Yamato, Yuki Yanagihara, Ban-yu Saitoh, Yasutaka Iwanaga, Kenichiro Yamashita, Guzailiayi Maimaitijiang, Tomohiro Imamura, Xu Zhang, Shozo Tobimatsu, Yuri Nakamura
Organizer
第63回日本神経学会学術大会
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[Presentation] Exosomal GJA1-29k translational isoform is a novel blood biomarker for neuroinflammation in neuromyelitis optica.2022
Author(s)
Guzailiayi Maimaitijiang, Jun-ichi Kira, Yuri Nakamura, Mitsuru Watanabe, Ayako Sakoda, Katsuhisa Masaki, Satoshi Nagata, Hiroo Yamaguchi, Ryo Yamasaki, Noriko Isobe, Xu Zhang, Tomohiro Imamura
Organizer
第63回日本神経学会学術大会
