異染性白質ジストロフィーの病態と治療におけるマイクログリアの機能解析

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K07781
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 三宅 紀子 日本医科大学, 医学部, テクニカルスタッフ (00421206)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒井 真志人 日本医科大学, 大学院医学研究科, 大学院教授 (40643490)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 異染性白質ジストロフィー / ライソゾーム病 / マイクログリア / ゲノミクス / 遺伝子細胞治療

Outline of Annual Research Achievements

異染性白質ジストロフィー(Metachromatic leukodystrophy: MLD)は、アリルスルファターゼAの欠損によって発症するライソゾーム病であり、神経線維の脱髄の進行によって、中枢・末梢神経障害が引き起こされる。MLDの病態形成と遺伝子細胞治療のメカニズムは十分に明らかとなっておらず、その解明はMLDの新規治療標的を提供し得る重要な課題である。
本研究ではMLDの病態と治療におけるマイクログリアと単球由来マクロファージの役割の解明をめざす。
本年度は(1)マイクログリアの系統追跡実験を実施するためのマウスを作出するための交配を進め、最終的に必要なASA-/-; Cx3cr1-creER+/-; Rosa26-LSL-YFP+/-マウスを取得した。 (2)MLDの病態形成におけるマイクログリアの役割を解明することを目的に、マイクログリアの除去実験を実施した。マイクログリアの生存には、CSF1Rシグナルが必要であり、マウスに脳血液関門を通過するCSF1R阻害剤であるPLX5622を食餌に混ぜて投与することで、マイクログリアを長期に渡り除去することができる。本手法を用いて、長期的なマイクログリア除去がMLDの症状に与える影響を評価した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

(1)マイクログリアの系統追跡実験を実施するためにASA-/-; Cx3cr1-creER+/-; Rosa26-YFP+/-マウスを作出し、同マウスとコントロールマウスにタモキシフェンを投与して、系統追跡実験を開始した。
(2)野生型マウス(WT)とMLDモデルマウス(MLD)において、CSF1R阻害剤(PLX5622)によってマイクログリアを除去してロータロッドテストを実施した。WTではPLX5622の有無にかかわらず成績に変化は見られなかったが、MLDモデルマウスではPLX5622投与により回転棒上維持時間の有意な減少がみられた。

Strategy for Future Research Activity

① MLDにおけるマイクログリアの遺伝子発現とエンハンサー制御の解明
コントロールマウス、MLDマウスにおけるマイクログリアをEYFPで標識し、経時的にEYFP陽性マイクログリアと陰性マクロファージを分取して、変動遺伝子の同定を行う。また、それらの細胞のオープンクロマチンの部位を同定するためにATAC-seqを、エンハンサー活性の指標としてH3K27acのChIP-seqをおこない、MLDで活性が変化するエンハンサー内の転写因子結合配列から、これらのマクロファージでMLD依存性の転写変化に関与する転写因子を同定する。
② MLDの病態形成におけるマイクログリアの役割の解明
MLDマウスにおける長期的なマイクログリア除去の効果を、遺伝子発現プロファイル、脳内スルファチド量、神経症状に与える影響を解析することによって最終評価する。本研究項目によってMLDの病態形成におけるマイクログリアの役割を明らかにする。

Causes of Carryover

端数が出てしまったので次年度の消耗品に使用することとした。