Mass spectrometry analysis of cerebral aneurysm tissue: Identification of rupture-related factors, mainly arachidonic acid

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09188
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: TAKEDA RIRIKO 帝京大学, 医学部, 教授 (70649847)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 大樹 埼玉医科大学, 医学部, 非常勤講師 (80922608) ; 栗田 浩樹 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (70262003) ; 榎元 廣文 帝京大学, 理工学部, 准教授 (30609392)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 脳動脈瘤 / リノレイン酸 / オレイン酸 / ドコサヘキサエン酸 / アラキドン酸 / くも膜下出血

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the relationship between arachidonic acid and cerebral aneurysm rupture, we conducted mass spectrometry analysis of mouse cerebral aneurysm walls. Using a model where cerebral aneurysms were induced by elastase injection into the subarachnoid space, followed by artificially induced hypertension, we analyzed three individuals out of 30 that clearly formed aneurysms (2 ruptured, 1 unruptured) using Desorption electrospray ionization Mass spectrometry imaging (DESI-MSI). Interestingly, arachidonic acid was not detected in the aneurysm or its surrounding tissue in any of the three cases. However, we observed strong accumulation of linoleic acid, oleic acid, and docosahexaenoic acid around the aneurysms.

Free Research Field

脳血管障害

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳動脈瘤が破裂するメカニズムは証明されていない。特に脂質との関連は不明な点が多い。研究者はヒト脳動脈瘤検体を用いた先行実験から、脂肪酸のうちアラキドン酸の蓄積が未破裂瘤から破裂へのトリガーになるという仮説のもと、マウスの脳動脈瘤モデルを用いて破裂瘤壁上の脂肪酸の分布を研究した。ヒト検体と異なりマウスモデルでは破裂瘤周囲にアラキドン酸は描出されなかった一方、ヒトと同様にアラキドン酸の前駆物質であるリノール酸の集積は認めた。アラキドン酸の蓄積に違いがある理由は本研究内では解明できなかったが、今回手術侵襲の加わっていない動物モデルで瘤壁の脂質解析を施行できたことでヒトで新たな知見が進む可能性がある。