進行性霊長類パーキンソン病モデルを用いた、病態進行メカニズムの経時的解析

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15626
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 菊田 里美 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 モデル動物開発研究部, リサーチフェロー (00802290)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: パーキンソン病

Outline of Annual Research Achievements

本研究は進行性の神経変性が持続するパーキンソン病モデルサルに対して、行動学的解析・組織学的解析・生化学的解析・神経活動に関する解析を実施することで、パーキンソン病の進行過程における、脳・体内状態を明らかにし、症状発現前の病態の進行のメカニズムを理解することにより、パーキンソン病における病態進行の予測や治療法の開発を可能にすることを目的とする。
当該年度は、マカクザルの採餌課題トレーニング終了後、頭部固定器具および記録用チャンバーの取り付け手術を行い、電気生理学的なマッピングにより線条体、淡蒼球内節および淡蒼球外節の手の運動に関わる部位を同定し、記録部位を決定した。
健常状態での線条体、淡蒼球内節および淡蒼球外節からの電気生理学的な神経活動計測、および行動学的なコントロールデータ取得後、逆行性に感染し、アルファシヌクレインを発現する AAV ベクターをサルの片側線条体の手の運動に関わる部位に投与した。逆行性のベクターを採用し線条体に投与した理由としては、部分的な領域に特化した解析を行うためである。線条体にベクター投与後、コントロールデータと同様にして線条体、淡蒼球内節および淡蒼球外節からの安静時の神経活動記録と行動解析を4ヶ月にわたり経時的に行った。その結果、行動解析ではアルファシヌクレインを発現するベクターの注入によりサルの採餌タスクの成功率にはほとんど変化は見られなかった。しかし電気生理学的な神経活動解析の結果、大脳基底核の出力核である淡蒼球内節の活動の変化は見られなかったが、補足運動野を刺激した際の淡蒼球外節の遅い興奮性の応答が減少する傾向がみられた。この応答は運動皮質から線条体を経由した応答であることが分かっているため、アルファシヌクレインの発現により線条体の活動に変化があることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

逆行性にアルファシヌクレインを発現する AAV ベクターをサルの片側線条体の手の運動に関わる部位に投与し部分的な領域に特化して、電気生理学的、行動学的な解析を行うことができた。

Strategy for Future Research Activity

来年度も2022年度と同様に逆行性にアルファシヌクレインを発現するウイルスベクターをサルの片側線条体に注入し、パーキンソン病モデルサルを作製し、行動学的、電気生理学的および組織学的な解析を行う。昨年度作製した逆行性に感染し、アルファシヌクレインを発現するウイルスベクター (AAV2-retro) をサルの片側線条体の手の運動に関わる部位に投与し部分的に病態が進行するパーキンソン病モデルサルを還流固定し、脳サンプルを作製する。ドーパミンを合成するための酵素であるTHおよびアルファシヌクレインの免疫染色により導入遺伝子の発現状態やドーパミン細胞死の程度を解析すると共に、wild typeとアルファシヌクレインによる障害程度の違いなどを解析する。組織学的な解析の結果に従い、２頭目のサルに同じウイルスベクターを注入するのか検討し、決定したウイルスベクター用いて同様の実験を行う。

Causes of Carryover

オンライン研究会の参加が多く、実質的な旅費が生じなかったため次年度物品費として使用予定。