自閉症病態モデル動物における硫酸化糖鎖の役割と新規治療標的としての可能性検討

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K07760
• Research Institution: Dokkyo Medical University
• Principal Investigator: 山内 忍 獨協医科大学, 医学部, 助教 (70433589)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 硫酸化糖鎖 / プロテオグリカン / 硫酸基転移酵素 / 脳微小環境 / グリア細胞 / 自閉症 / 神経炎症

Outline of Annual Research Achievements

近年、患者数が増加傾向にある自閉症の病態形成にミクログリア活性化の関連が示唆されている。申請者が注目する硫酸化グリコサミノグリカン(GAG)糖鎖は、硫酸化修飾構造の違いに基づき中枢神経系の細胞機能を制御しているが、ミクログリアにおける役割については不明な点が多い。そこで、本研究では自閉症病態の形成にミクログリアが発現するGAG糖鎖構造の質的・量的変化が関与する可能性を検証している。
昨年度に引き続き、自閉症モデルラットと正常対照ラットを用いて、シナプス形成、およびシナプス刈り込み期、成熟初期、成熟後のそれぞれに相当する発達段階の脳からミクログリアを単離し、活性化ミクログリアの形質マーカー分子、各種GAG糖鎖修飾酵素分子や神経特異的プロテオグリカン分子（GAG糖鎖で修飾されたタンパク質分子であり、GAG糖鎖部分がPG分子の生物機能を決定すると考えられている）の発現・分布変化の有無についての比較検討をおこなう計画であった。しかし、妊娠ラットへのバルプロ酸投与による自閉症モデルラット作出に手間取り、安定してモデルラットの取得ができない状況が続いている。そのため、病態モデルラット作出に関する条件調整をおこないながら、正常対照ラットを用いたミクログリア単離、および、それを用いた発現解析について実験条件の設定をおこなった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究以外の業務に時間を取られたこと、解析に用いる自閉症モデル動物の安定した作出に時間を要していることなどから、当初の計画どおりの研究が遂行できなかった。

Strategy for Future Research Activity

調整をおこなった条件に基づき、バルプロ酸誘発型の自閉症モデルラットの作出を早急に進める。自閉症モデルラット、および正常対照ラットについて、各発達段階の脳から単離したミクログリアを用いて、各々の細胞が発現するGAG糖鎖の発現量や糖鎖組成に違いがあるかどうかを検討する。具体的には、GAG糖鎖の機能発現には、GAG糖鎖が付加することで機能修飾されるタンパク質本体であるプロテオグリカン分子や、GAG糖鎖の特徴的な糖鎖構造の生合成過程に関わる多彩な糖鎖修飾酵素といったGAG糖鎖関連分子が関与していることから、それらGAG糖鎖関連分子の遺伝子発現プロファイルの変化の有無を調べる。

Causes of Carryover

病態モデル動物の安定した作出に想定外に時間がかかっており、当初の研究計画どおりに解析が進まなかったため研究期間を延長した。そのため、本年度の研究計画に含めて想定していた解析に関わる研究費支出が減少したことや、試薬や器具などの消耗品について、できる限り低価格の物品購入に努めたことから当初の計画よりも使用金額が下回り、次年度使用額が生じた。
本年度使用予定であった研究費用の残額を次年度に繰り越して研究計画遂行のために使用する。具体的には、病態モデルラット作出用の実験動物の購入費、ミクログリア単離に必要な細胞単離用試薬や器具類などの消耗品費、また、GAG糖鎖関連分子群の網羅的遺伝子発現プロファイル解析のためのマイクロアレイ解析、もしくはRNAシーケンス解析に関わる委託解析費に使用したいと考えている。