パーキンソン病に対する再生誘導療法の確立

• Project/Area Number: 21K15681
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52020:Neurology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 木村 康義 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (50727451)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: パーキンソン病 / 再生誘導療法 / 神経変性疾患 / 疾患修飾療法 / 間葉系幹細胞

Outline of Research at the Start

パーキンソン病はいまだに確立された進行抑制治療や根本治療が無い、進行性の神経難病である。本研究では、再生誘導効果を持つペプチド(アミノ酸の短い鎖)をパーキンソン病を模した動物モデルに投与することで、治療効果を調べ、治療薬としての可能性を研究する。再生誘導効果とは、当該ペプチドが間葉系幹細胞という様々な細胞になることができる幹細胞を自分の骨髄から誘導する効果である。有効性がみられた場合は、どのような働きをもって効果を発揮しているかを解析することで、脳の機能を保つ機構の解明や他の治療薬の開発に有用な情報をもたらすことが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

初年度に引き続き、パーキンソン病モデルマウスに対するHMGB1ペプチドの有効性を検討した。
線条体6-OHDA投与パーキンソン病モデルを作出し、HMGB1ペプチドまたは生理食塩水を静脈投与して2～8週間追跡し、行動実験および病理学的検討を行った。本実験を複数回実施し、HMGB1ペプチド投与は生食投与と比較して、8週間後の行動異常を軽減する傾向を示し、病理解析ではTH陽性ニューロン(ドパミン産生ニューロン）の神経細胞死を有意に軽減することを確認した。機序として、黒質におけるDCX陽性の新生ニューロン増加はみられなかったが、HMGB1ペプチド投与2週時点でミクログリアとアストロサイトの染色性が生食群よりも有意に増強しており、サブタイプ解析では炎症抑制性(保護性）のM1ミクログリアが増加していた。以上から、メカニズムの一つとして、グリア恒常性に作用し、保護的なグリア反応を強化していることが示唆された。以上から、パーキンソン病マウスモデルに対してHMGB1ぺプチドが保護的に作用することが示された。
次に、前回毒性が想定よりも弱かったG51Dαシヌクレイン前繊維(PFF)について、新たに精製し、動物投与で神経毒性を示すことを確認した上で、再度PFF投与マウスモデルを作成した。PFF投与1カ月後から、1カ月毎のHMGB1ペプチドまたは生食の連投投与を開始しており、行動実験を定期的に実施している。2023年度に6カ月以上の追跡の後、病理評価を実施することで、病理進展モデルでの有効性を確認する計画である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

線条体6-OHDAパーキンソン病モデルで、HMGB1ペプチド投与による有意な神経細胞死軽減を確認した。また、メカニズムの一端に関するデータも取得した。初年度の実験結果に応じた調整を行い、毒性モデルを用いて主要目的であるパーキンソン病モデルに対するHMGB1ペプチドの有用性についてのProof of conceptを取得しており、計画としては概ね順調に進展していると判断する。また、より疾患病理に近いPFFパーキンソン病モデルを用いた再実験にも着手するとともに機序解明の追加実験の用意もおおむね予定通り進捗しており、総合的におおむね順調に進展しているものと判断する。

Strategy for Future Research Activity

αシヌクレインG51D-PFFパーキンソン病モデルを用いたHMGB1の有効性検証を進める。また、作用メカニズムの解明については、取得済みの病理サンプルを用いたアストロサイトのサブタイプの解析を進める。加えて、HMGB1ペプチド投与により誘導される間葉系幹細胞を追跡可能なレポーターマウスの準備を進めており、パーキンソン病モデルでの誘導される間葉系幹細胞の動態について検討する計画である。