The efficacy of novel treatment method to block Feroptosis for ischemic stroke

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09143
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 栗栖 宏多 北海道大学, 医学研究院, 特任助教 (30869839)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鐙谷 武雄 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (80270726) ; 長内 俊也 北海道大学, 大学病院, 講師 (90622788) ; 藤村 幹 北海道大学, 医学研究院, 教授 (00361098)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Ferroptosis / 脳虚血再灌流障害 / デフェロキサミン / 局所冷却療法

Outline of Annual Research Achievements

本年は脳虚血再還流モデルの安定した作成を達成した。脳虚血再灌流モデル動物を2群に分類して、コントロール群とDFO投与群での比較検討を行った。脳梗塞体積、脳浮腫、血液脳関門の破綻の評価を行った。また、得られた脳組織に免疫染色(CD34染色、 Apoptaq)及びWestern blot (Caspase-3, Bcl-x/Bcl-2, AQP4,GPX-4, HIF-α)を主に行った。さらにMDAアッセイおよびSODアッセイを行った。
脳虚血再還流から3日後と7日後で、脳梗塞体積に2群間に明らかな有意差を認めることはできなかった。脳浮腫体積、血液脳関門の破綻に関しても明らかな有意差は認めなかった。
また、2群間でCaspase-3の発現、GPX-4の発現に有意なく、その他の染色も同様であった。MDAアッセイおよびSODアッセイではDFO群で濃度が上昇している傾向にあるものの有意差は認めなかった。２群において電子顕微鏡による観察を行ったところミトコンドリアの縮小が両者で認められた。以上の結果からＤＦＯ単独での神経保護作用は明確ではなく、フェロプトーシスと虚血再灌流障害の関連に関してはさらなる別のＡｐｐｒｏａｃｈでの解析が必要と考えられた。
In vitroの実験としてBone marrow stromal cellにFerroptosisの誘導を行うことを計画したが、安定した結果は得られなかった。
定期的にフェロプトーシス研究者とのWEBカンファレンスを行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

動物実験モデルの確立はできたものの、DFOによるFerroptosisの低減については明確な効果は認められなかった。染色手法や試薬の適性について評価をすることに時間を費やした。

Strategy for Future Research Activity

DFOによるFerroptosis抑制効果について再検証を行う。
過酸化脂質と特異的反応するLiperfluoや鉄イオンの検出キット、グルタチオン代謝やシスチンの取り込み能力の評価を行う。
In vitro studyについてはbone marrow stromal cellではなく、過去に報告例のある一次後根神経節 (DRG) ニューロンや神経細胞に対して、Ferroptosis誘導を試みる。

Causes of Carryover

コロナによる研究室閉鎖の影響があったため次年度使用額が生じた。
また、令和5年度は主に学会旅費などで成果発表をしていく方針である。