TRECK法によるミクログリア除去モデルを用いた脱髄性疾患とてんかんの病態解明

• 研究課題/領域番号: 19K08311
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 佐久間 啓 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, プロジェクトリーダー (50425683)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: ミクログリア / アストロサイト / ジフテリア毒素受容体 / TRECK法 / ジフテリア毒素 / 実験的自己免疫性脳脊髄炎 / けいれん重積 / 小児神経疾患 / 脱髄性疾患 / てんかん

研究開始時の研究の概要

神経疾患におけるグリア細胞の重要性が認識され、ミクログリアを標的とした神経疾患の治療が現実味を帯びてきている。そこでミクログリアが疾患にもたらす影響を知るために、小児神経疾患マウスモデルの脳からミクログリアを除去して影響を調べるという研究を計画した。ジフテリア毒素受容体遺伝子を導入したノックインマウスを用いて、ミクログリアを一過性かつ選択的に死滅させることができる。このマウスに実験的自己免疫性脳脊髄炎やけいれん重積を誘導し、疾患の様々な病相でミクログリアを除去して影響を観察する。さらに病態修飾の分子機構を解析し、脱髄性疾患とてんかんの病態におけるミクログリアの役割を解明する。

研究成果の概要

組織特異的にジフテリア毒素受容体を発現させるためのノックイン(DTR-KI)マウスを用いて、ジフテリア毒素（DT）の投与によりミクログリアまたはアストロサイトを選択的に除去することを試みた。In vitroではDT投与によりミクログリアが選択的に死滅したが、CX3CR1-CreERT2・GFAP-CreマウスとDTR-KIマウスを交配してDTを投与しても目的の変化は得られず、何らかの理由によりグリア細胞に目的の遺伝子組換えが起こっていないと考えられた。並行して実験的自己免疫性脳脊髄炎、pilocarpineによるけいれん重積モデルを用いて検証を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ジフテリア毒素受容体を用いるTRECK法ではDT投与後1-2日という極めて短時間で標的細胞を除去することができる。病相特異的なグリア細胞の役割を明らかにするためには目的の時期に合わせて迅速かつ確実に除去する必要があるので、速効性というTRECK法の長所は大きな強みとなる。また組織特異的Creマウスを用いることで様々な組織の研究に幅広く応用が可能であり、疾患動物モデルと組み合わせることで特定の細胞が疾患において果たす役割を包括的に解析することができる。

研究成果

• [雑誌論文] Oxygen-Glucose Deprivation Increases NR4A1 Expression and Promotes Its Extranuclear Translocation in Mouse Astrocytes (2024)
  • 著者名/発表者名: Moriyama Kengo、Horino Asako、Kohyama Kuniko、Nishito Yasumasa、Morio Tomohiro、Sakuma Hiroshi
  • 雑誌名: Brain Sciences 巻: 14 号: 3 ページ: 244-244
  • DOI: 10.3390/brainsci14030244
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complement-dependent cytotoxicity of human autoantibodies against myelin oligodendrocyte glycoprotein (2023)
  • 著者名/発表者名: Kohyama Kuniko、Nishida Hiroya、Kaneko Kimihiko、Misu Tatsuro、Nakashima Ichiro、Sakuma Hiroshi
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 17 ページ: 1014071-1014071
  • DOI: 10.3389/fnins.2023.1014071
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Elevated cytokine, chemokine, and growth and differentiation factor-15 levels in hemorrhagic shock and encephalopathy syndrome: A retrospective observational study (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Hiroshi、Nishiyama Masahiro、Tokumoto Shoichi、Ishida Yusuke、Tomioka Kazumi、Aoki Kazunori、Seino Yusuke、Toyoshima Daisaku、Takeda Hiroki、Kurosawa Hiroshi、Sakuma Hiroshi、Tada Hiroko、Nozu Kandai、Maruyama Azusa、Tanaka Ryojiro、Iijima Kazumoto、Nagase Hiroaki
  • 雑誌名: Cytokine 巻: 137 ページ: 155324-155324
  • DOI: 10.1016/j.cyto.2020.155324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrathecal dexamethasone therapy for febrile infection‐related epilepsy syndrome (2021)
  • 著者名/発表者名: Horino Asako、Kuki Ichiro、Inoue Takeshi、Nukui Megumi、Okazaki Shin、Kawawaki Hisashi、Togawa Masao、Amo Kiyoko、Ishikawa Junichi、Ujiro Atsushi、Shiomi Masashi、Sakuma Hiroshi
  • 雑誌名: Annals of Clinical and Translational Neurology 巻: 8 号: 3 ページ: 645-655
  • DOI: 10.1002/acn3.51308
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interleukin-1β in peripheral monocytes is associated with seizure frequency in pediatric drug-resistant epilepsy. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka G, Takamatsu T, Morichi S, Yamazaki T, Mizoguchi I, Ohno K, Watanabe Y, Ishida Y, Oana S, Suzuki S, Kashiwagi Y, Takata F, Sakuma H, Yoshimoto T, Kato M, Kawashima H
  • 雑誌名: J Neuroimmunol. 巻: 352 ページ: 577475-577475
  • DOI: 10.1016/j.jneuroim.2021.577475
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Early-life stress induces the development of Alzheimer's disease pathology via angiopathy (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Tomoko、Hirai Shinobu、Hosokawa Masato、Saito Takashi、Sakuma Hiroshi、Saido Takaomi、Hasegawa Masato、Okado Haruo
  • 雑誌名: Experimental Neurology 巻: 337 ページ: 113552-113552
  • DOI: 10.1016/j.expneurol.2020.113552
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Improvement in recurrent anti-myelin oligodendrocyte glycoprotein antibody - positive cerebral cortical encephalitis not requiring anti - inflammatory therapy following the decrease in cytokine/chemokine levels (2020)
  • 著者名/発表者名: Takamatsu Tomoko、Yamanaka Gaku、Uryu Hideko、Takeshita Mika、Morishita Natsumi、Morichi Shinichiro、Ishida Yu、Oana Shingo、Terashi Hiroo、Shichino Hiroyuki、Sakuma Hiroshi、Kawashima Hisashi
  • 雑誌名: Multiple Sclerosis and Related Disorders 巻: 43 ページ: 102168-102168
  • DOI: 10.1016/j.msard.2020.102168
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Extracellular ADP augments microglial inflammasome and NF‐κB activation via the P2Y12 receptor (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Tomonori、Kohyama Kuniko、Moriyama Kengo、Ozaki Mariko、Hasegawa Setsuko、Ueno Taro、Saitoe Minoru、Morio Tomohiro、Hayashi Masaharu、Sakuma Hiroshi
  • 雑誌名: European Journal of Immunology 巻: 50 号: 2 ページ: 205-219
  • DOI: 10.1002/eji.201848013
  • 査読あり / オープンアクセス