新規前頭側頭葉変性症モデルの作製とプリオン様伝播機構の解明

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K07513
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 細川 雅人 福岡大学, 薬学部, 准教授 (00435116)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 前頭側頭葉変性症 / TDP-43 / プリオン様伝播 / モデルマウス

Outline of Annual Research Achievements

前頭側頭葉変性症(frontotemporal lobar degeneration: FTLD)の脳ではTAR-DNA binding protein of 43 kDa (TDP-43)の異常蓄積が認められるが、その蓄積・伝播機構に関しては不明な点が多い。適切な動物モデルが存在しないことから、脳内でのTDP-43のプリオン様伝播の解析や、FTLD発症抑制候補薬物の探索が行われていない現状がある。そこで我々は新規にヒト型TDP-43ノックイン(KI)マウスを作製した。このマウスの脳にFTLD患者脳由来の界面活性剤不溶性画分を接種し、新たなFTLDモデル動物を構築した。
TDP-43-KIマウス（ヘテロ接合体）の線条体へ、FTLD患者から調整した界面活性剤不溶性画分を接種し、3ヶ月経過後の脳を採材して免疫組織化学染色を行なった。TDP Type A患者脳接種マウスでは、大脳皮質と視床にTDP-43異常凝集体が観察された。TDP Type C患者脳接種マウスでは、大脳皮質にTDP-43異常凝集体が観察された。いずれも線条体から伝播したと推測された。TDP Type B患者脳接種マウスでは、TDP-43の蓄積は観察されなかった。
また、TDP type B患者脳の界面活性剤不溶性画分をTDP-43-KIマウス脳の運動野に接種し、脊髄へTDP-43蓄積が伝播するかの検討を行なった。免疫組織化学染色を行なったところ、脊髄の神経細胞への異常TDP-43の蓄積は観察されなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

TDP-43-KIマウスの線条体へ、FTLD患者から調整した界面活性剤不溶性画分を接種し、異常TDP-43蓄積モデルを作製しているが、想定よりTDP-43の蓄積・伝播が観察されず、当初の予定より蓄積モデル作製に時間を要する事が判明したため。

Strategy for Future Research Activity

FTLD患者から調整した界面活性剤不溶性画分をTDP-43-KIマウス線条体に接種後6ヶ月の免疫組織染色を行い、異常TDP-43の蓄積が増加しているかを確認する。また接種したTDP-43の病理Typeごとに特徴があるか（病理を再現できているか）を観察する。さらにImmunoblotを行なって、リン酸化TDP-43のバンドが検出できるかを検討する。。組織化学的・生化学的にTDP-43の蓄積が確認された場合、FTLD患者由来不溶性画分をTDP-43-KIマウスに接種し、記憶・運動に対する行動試験を行う予定である。さらに異常凝集タンパクが個体間で感染する可能性について、FTLD患者脳不溶性画分を接種したマウスと野生型マウスを同居させ、一定期間後に脳病理を調べ、プリオンタンパクのように個体間での感染性があるか否かを検討する。

Causes of Carryover

研究代表者の所属機関変更に伴い、マウスの移動が完了したのが2022年3月であり、そこから使用するマウスの繁殖を始めたため、実験に必要な匹数がそろうのに時間がかかった。さらに異常TDP-43蓄積モデルの作製にも時間を要しており、、計画通りの実験を実施できなかった。このため次年度使用額が発生した。次年度使用額は免疫組織化学染色用の抗体、イムノブロット用試薬、研究成果の発表等の費用に充てる計画である。