血小板由来増殖因子による脳および髄膜のリモデリング

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15415
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 濱島 丈 富山大学, 学術研究部医学系, 助教 (80467092)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 血小板由来増殖因子受容体 / 稀突起膠細胞 / 髄膜 / 血管新生

Outline of Annual Research Achievements

脳血管障害は、日本人の死亡原因の上位を占め、死亡率や後遺症の残存率は依然として高く、予後の改善は喫緊の課題である。本研究課題では、稀突起膠細胞(OL)に注目した全く新しい観点から、脳血管を再生し、脳実質内の失われた血流と細胞の回復を図る機構を明らかにする。これによって、髄膜からの組織、細胞の動員を介して脳血管障害の予後の改善を目的とする創薬あるいは治療法開発の手がかりを得ようとするものである。
本研究課題の目的は血小板由来増殖因子受容体α(Pdgfra)遺伝子の条件的ノックアウトマウス (N-PRα-KO)で見られたOL系譜細胞の異常を起点とする過剰な血管新生の機序と、これに密接に関連して動員されるPDGFRα陽性の間質細胞様細胞(PRα＋PSC)の機能的意義の解明である。
2021年度は、N-PRα-KOにみられた新生血管に対して、血管径の計測に加え、脳皮質を透明化し、三次元的な血管構築について解析を行った。これにより、N-PRα-KOでは、wild type と比較して、より不規則で、蛇行を伴った血管が形成されていることを明らかにした。
次年度以降は、三次元的な血管構築の定量化をさらに進める。また生後早期の時相から血管の解析を経時的に行い、最も血管新生が旺盛となる時期を透明化サンプルおよび3D造影CT により特定する。当該時相についての次世代シーケンサー(NGS)による網羅的遺伝子発現解析を行い、N-PRα-KOとwild typeの間の最も大きな違いである OL前駆細胞(OPC)の有無が血管新生因子にもたらす変化について検討する。2023年度は、主にNGSで新たに得た知見について免疫組織化学的手法により組織の解析を行う。さらに新生血管の性質について組織学的な検討を実施する。OPCの不在が血管新生とその後の組織変化に与える影響についてまとめ、成果の発表を行う。

Current Status of Research Progress

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

Reason

2021年度においては、新生仔マウスについて、平坦な切片において穿通血管の数をカウントした。更に脳実質内における血管構造の差を明瞭化する目的に、脳皮質を透明化し、三次元的な血管構築について解析を行った。これにより、生後 15日の N-PRα-KO では、wild type と比較して、より不規則で、蛇行を伴った血管が形成されていることを明らかにした。現在、先端バイオイメージング支援プラットフォームとコラボレーションし、これらの差の定量化を進めている。また次年度以降に進める予定である NGS による解析について、生後15日目の N-PRα-KO については解析の準備が整いつつある。

Strategy for Future Research Activity

2022年度の予定としては、上記の 3D 血管の定量化をさらに進める。また生後早期の時相から血管の解析を経時的に行う。予備実験では、生直後には N-PRα-KO の方が疎な血管網を有する傾向を特定しており、その後の異常血管網形成に至る過程を追跡したい。最も血管新生が旺盛となる時期を、透明化サンプルおよび 3D 造影 CT により特定後、当該時相について NGS による網羅的遺伝子発現解析を行い、N-PRα-KO と wild type の間の最も大きな違いである OPC の有無が血管新生因子にもたらす変化について検討する。
2023年度は、主に NGS で新たに得た知見を免疫組織化学的手法により組織所見に還元する。さらに、同血管の性質（ 脳血液関門等を含む、脆弱性の有無、血管新生の有無による組織再生の差）等について組織学的な検討を実施する。現時点では、異常血管の過剰が組織再生を阻むものであることを想定しており、NGS の所見と組織化学的所見を併せて、血管新生の抑制実験を行い、組織再生について検証する。OPC の不在が血管新生と、その後の組織変化に与える影響についてまとめ、成果の発表を行う。

Causes of Carryover

本年度の解析の結果、次世代シーケンサーを使用した解析を進めることになった。本年度において解析の準備を進めているが、本格的な解析については次年度以降に行われることになり、その消耗品などの購入に使用する予定である。