治療層別化に向けた原因不明自己免疫性脳炎single-cell病態解析

• 研究課題/領域番号: 20K16577
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分52020:神経内科学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 石倉 照之 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (80838524)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 自己免疫性脳炎 / 視神経脊髄炎スペクトラム障害 / アクアポリン4抗体 / 神経障害性疼痛 / シングルセル解析 / CyTOF / NMOSD / NORSE

研究開始時の研究の概要

自己免疫介在性脳炎(Autoimmne-mediated encephalitis:AIE)は幅広い年齢層に発症し、高度の神経障害が残存する難治性疾患である。近年は抗NMDA受容体抗体を代表とする様々な疾患特異的自己抗体が同定され、分離不能であった疾患群が層別化され、各種特異的脳炎スペクトラムの確定診断と個別化治療が可能となってきた。しかし未だ約半数のAIEで特異的自己抗体は陰性であり、病態機序が不明であり、経験的治療に委ねられている。本研究ではAIEにおいて、革新的免疫解析法であるsingle-cell解析を駆使し、新規バイオマーカーの確立、免疫動態解明による治療層別化を目指す。

研究成果の概要

自己免疫性脳炎の臨床情報、髄液、血清、末梢血単核球細胞などサンプル収集を行った。中枢炎症性疾患の一つである視神経脊髄炎スペクトラム障害(NMOSD)患者の髄液形質細胞をシングルセルソーティングしてアクアポリン4抗体を作成した。抗体を脊髄に直接注射することでラット疼痛動物モデルを作成し、ATPに着目した疼痛メカニズムを明らかにした。現在はラット脳切片を用いて自己免疫性脳炎患者髄液、血清中の抗神経抗体のスクリーニングを行って、髄液中に抗神経抗体を含むサンプルもいくつか集まってきている。同患者の髄液細胞、末梢血単核球細胞から病原性自己抗体を作成し動物モデルの作成を目指している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

NMOSD患者の疼痛を呈する割合は高く、薬剤抵抗性であり、QOLを大きく低下させるため臨床的に大きな問題となっている。今回動物モデルを用いてNMOSD疼痛にATPが重要であることを示し、治療方法に結び付くと考えられる。またシングルセルソーティングによって得られた患者由来自己抗体から動物モデルを作成する手法は、自己免疫性脳炎にも今後適応することができると考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Cryptogenic new-onset refractory status epilepticus responded to anti-interleukin-6 treatment (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Wadayama, Mikito Shimizu, Tomohiro Yata, Teruyuki Ishikura, Yuta Kajiyama, Daisuke Hirozawa, Tatsusada Okuno, Hideki Mochizuki
  • 雑誌名: Journal of Neuroimmunology 巻: 363 ページ: 577789-577789
  • DOI: 10.1016/j.jneuroim.2021.577789
  • 査読あり
• [雑誌論文] High cell surface expression and peptide binding affinity of HLA-DQA1*05:03, a susceptible allele of neuromyelitis optica spectrum disorders (NMOSD) (2022)
  • 著者名/発表者名: Beppu Shohei、Kinoshita Makoto、Wilamowski Jan、Suenaga Tadahiro、Yasumizu Yoshiaki、Ogawa Kotaro、Ishikura Teruyuki、Tada Satoru、Koda Toru、Murata Hisashi、Shiraishi Naoyuki、Sugiyama Yasuko、Kihara Keigo、Sugimoto Tomoyuki、Arase Hisashi、Standley Daron M.、Okuno Tatsusada、Mochizuki Hideki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1038/s41598-021-04074-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anti-AQP4 autoantibodies promote ATP release from astrocytes and induce mechanical pain in rats (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishikura Teruyuki、Kinoshita Makoto、Shimizu Mikito、Murata Hisashi、Beppu Shohei、Koda Toru、Tada Satoru、Miyamoto Katsuichi、Kusunoki Susumu、Sugimoto Tomoyuki、Kumanogoh Atsushi、Okuno Tatsusada、Mochizuki Hideki
  • 雑誌名: Journal of Neuroinflammation 巻: 18 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1186/s12974-021-02232-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prenatal clinical manifestations in individuals with COL4A1/2 variants (2020)
  • 著者名/発表者名: Itai T, Miyatake S, Taguri M, Nakashima M, Saitsu H, Matsumoto N et al.
  • 雑誌名: J Med Genet 巻: 0 号: 8 ページ: 106896-106896
  • DOI: 10.1136/jmedgenet-2020-106896
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Sema4A is implicated in the acceleration of Th17 cell-mediated neuroinflammation in the effector phase (2020)
  • 著者名/発表者名: Koda Toru、Namba Akiko、Kinoshita Makoto、Nakatsuji Yuji、Sugimoto Tomoyuki、Sakakibara Kaori、Tada Satoru、Shimizu Mikito、Yamashita Kazuya、Takata Kazushiro、Ishikura Teruyuki、Murata Syo、Beppu Shohei、Kumanogoh Atsushi、Mochizuki Hideki、Okuno Tatsusada
  • 雑誌名: Journal of Neuroinflammation 巻: 17 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1186/s12974-020-01757-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mitochondrial DNA enhance innate immune responses in neuromyelitis optica by monocyte recruitment and activation (2020)
  • 著者名/発表者名: Mikito Shimizu, Tatsusada Okuno, Makoto Kinoshita, Hisae Sumi, Harutoshi Fujimura, Kazuya Yamashita, Tomoyuki Sugimoto, Shuhei Sakakibara, Kaori Sakakibara, Toru Koda, Satoru Tada, Teruyuki Ishikura, Hisashi Murata, Shohei Beppu, Naoyuki Shiraishi, Yasuko Sugiyama, Yuji Nakatsuji, Atsushi Kumanogoh & Hideki Mochizuki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 13274-13274
  • DOI: 10.1038/s41598-020-70203-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ATP mediates neuropathic pain in neuromyelitis optica via microglial activation (2021)
  • 著者名/発表者名: Teruyuki Ishikura, Makoto Kinoshita, Tatsusada Okuno, Hideki Mochiduki
  • 学会等名: 15th ISNI Congress - International Society of Neuroimmunology
• [学会発表] 新規NMOSD疼痛動物モデルとATP、ミクログリア、IL-1βによる疼痛機序 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石倉照之、木下允、甲田亨、宮本勝一、奥野龍禎、望月秀樹
  • 学会等名: 第39回日本神経治療学会
• [学会発表] ATP induces neuropathic pain in neuromyelitis optica spectrum disorder through microglial activation (2021)
  • 著者名/発表者名: Teruyuki Ishikura
  • 学会等名: 第62回日本神経学会学術大会
• [学会発表] 新規NMOSD疼痛モデル動物樹立とATPシグナル経路解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 石倉照之
  • 学会等名: 日本神経免疫学会