異染性白質ジストロフィーの病態と治療におけるマイクログリアの機能解析

研究課題

研究課題/領域番号	21K07781
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	日本医科大学
研究代表者	三宅紀子日本医科大学, 医学部, テクニカルスタッフ (00421206)
研究分担者	酒井真志人日本医科大学, 大学院医学研究科, 大学院教授 (40643490)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス	交付 (2022年度)
配分額 *注記	4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円) 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円) 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)
キーワード	異染性白質ジストロフィー / ライソゾーム病 / マイクログリア / ゲノミクス / 遺伝子細胞治療
研究開始時の研究の概要	異染性白質ジストロフィー(Metachromatic leukodystrophy: MLD)は、アリルスルファターゼAの欠損によって発症するライソゾーム病であり、神経線維の脱髄の進行によって、中枢・末梢神経障害が引き起こされる。 MLDの病態形成と遺伝子細胞治療のメカニズムは十分に明らかとなっておらず、その解明はMLDの新規治療標的を提供し得る重要な課題である。本研究ではMLDの病態と治療におけるマイクログリアと単球由来マクロファージの役割の解明をめざす。
研究実績の概要	異染性白質ジストロフィー(Metachromatic leukodystrophy: MLD)は、アリルスルファターゼAの欠損によって発症するライソゾーム病であり、神経線維の脱髄の進行によって、中枢・末梢神経障害が引き起こされる。MLDの病態形成と遺伝子細胞治療のメカニズムは十分に明らかとなっておらず、その解明はMLDの新規治療標的を提供し得る重要な課題である。本研究ではMLDの病態と治療におけるマイクログリアと単球由来マクロファージの役割の解明をめざす。本年度は(1)マイクログリアの系統追跡実験を実施するためのマウスを作出するための交配を進め、最終的に必要なASA-/-; Cx3cr1-creER+/-; Rosa26-LSL-YFP+/-マウスを取得した。 (2)MLDの病態形成におけるマイクログリアの役割を解明することを目的に、マイクログリアの除去実験を実施した。マイクログリアの生存には、CSF1Rシグナルが必要であり、マウスに脳血液関門を通過するCSF1R阻害剤であるPLX5622を食餌に混ぜて投与することで、マイクログリアを長期に渡り除去することができる。本手法を用いて、長期的なマイクログリア除去がMLDの症状に与える影響を評価した。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由 (1)マイクログリアの系統追跡実験を実施するためにASA-/-; Cx3cr1-creER+/-; Rosa26-YFP+/-マウスを作出し、同マウスとコントロールマウスにタモキシフェンを投与して、系統追跡実験を開始した。 (2)野生型マウス(WT)とMLDモデルマウス(MLD)において、CSF1R阻害剤(PLX5622)によってマイクログリアを除去してロータロッドテストを実施した。WTではPLX5622の有無にかかわらず成績に変化は見られなかったが、MLDモデルマウスではPLX5622投与により回転棒上維持時間の有意な減少がみられた。
今後の研究の推進方策	① MLDにおけるマイクログリアの遺伝子発現とエンハンサー制御の解明コントロールマウス、MLDマウスにおけるマイクログリアをEYFPで標識し、経時的にEYFP陽性マイクログリアと陰性マクロファージを分取して、変動遺伝子の同定を行う。また、それらの細胞のオープンクロマチンの部位を同定するためにATAC-seqを、エンハンサー活性の指標としてH3K27acのChIP-seqをおこない、MLDで活性が変化するエンハンサー内の転写因子結合配列から、これらのマクロファージでMLD依存性の転写変化に関与する転写因子を同定する。 ② MLDの病態形成におけるマイクログリアの役割の解明 MLDマウスにおける長期的なマイクログリア除去の効果を、遺伝子発現プロファイル、脳内スルファチド量、神経症状に与える影響を解析することによって最終評価する。本研究項目によってMLDの病態形成におけるマイクログリアの役割を明らかにする。