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脳保護因子エリスロポエチンとミクログリア活性化制御に注目した新規脳低温療法

研究課題

研究課題/領域番号 22K09168
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55060:救急医学関連
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

田村 哲也  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (90381889)

研究分担者 青山 峰芳  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (70363918)
青木 啓将  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 助教 (70881845)
祖父江 和哉  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (90264738)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードミクログリア / 蘇生後脳症 / 低体温療法 / エリスロポエチン / エリスロポエチン受容体 / 脳低温療法 / 脳保護
研究開始時の研究の概要

これまで申請者らは、ミクログリアにEPORが高発現していることを発見した。様々な脳疾患でミクログリアの傷害的な活性化が知られているためミクログリアの傷害的活性を抑制することにより、脳保護作用を発揮できるのではと着想した。蘇生後脳症の治療である脳低温療法の作用機序の研究では、低温によりミクログリアの傷害的活性化が抑制されること、また低温培養アストロサイトからのEPO発現が増加してニューロンの細胞死が抑制されること、を発見した。今後EPOによる脳保護作用の新たな機序の解明と救急・集中治療領域で脳低温療法の作用メカニズムに基づいた新規の脳保護治療法を提示することを目標とする。

研究実績の概要

1.ラット初代培養ミクログリアでのEPOの作用の確認:「ラット初代ミクログリアの培養を行い、EPOの作用が再現されるか確認する」、という内容は超えて、初代培養ミクログリアに虚血再灌流モデル刺激を加えてEPORの発現解析を行った。虚血再灌流によりEPORの発現量は低下した。この発現変化がミクログリアへの直接効果か間接効果かを検証するために、グリアミックスカルチャーと、ミクログリア単独培養に分けて解析した。両群のミクログリアにおけるEPOR発現変化に大きな差はなかったことから、虚血再灌流によるEPORの発現量低下はグリア間相互作用によるものではなくミクログリアへの直接効果であることが想定された。2.ミクログリア活性に注目した脳低温療法の機序の解明:蘇生後脳症モデルラットから分取したミクログリアにおいて、傷害性因子であるiNOSや炎症性サイトカインの発現が強く誘導されていることを確認した。さらに、低体温療法群ではこれらの傷害性因子の発現誘導が抑制された。一方で、抗炎症性サイトカインの発現は低体温療法により誘導された。EPORの遺伝子発現解析の結果、蘇生後脳症モデルラット由来のミクログリアでは EPOR発現が減弱し、低体温療法により発現が回復することが確認できた。このように、虚血再灌流によって傷害性因子の増加、EPORの減少などが認められたが、低体温療法を行うことで傷害性因子の抑制、EPOR発現の回復などが認められた。

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

ミクログリア細胞株のBV-2だけではなく、初代培養ミクログリアを使用してEPORの発現の確認ができており、しかも虚血再灌流モデル刺激を加えて発現変化がすでに捉えられている。そして、蘇生後脳症モデルラットを使用して低体温療法による障害性因子の発現抑制、蘇生後脳症モデルラット由来のミクログリアでは EPOR発現が減弱し、低体温療法により発現が回復することが確認できている。
ということで、当初の目標としていた計画書の1-2のある程度の結果が出てきている。

今後の研究の推進方策

蘇生後脳症モデルラットの脳組織染色によりEPORのタンパクレベルでの発現変化を解析する。EPORはミクログリアだけでなくニューロンやオリゴデンドロサイトにも発現していることから、これらの細胞種特異的マーカーと組み合わせて発現量の変化を解析する。さらに、低体温療法によりタンパクレベルでEPOR発現の回復がみられるかを確認する。これによりEPO投与に適切と思われるタイミングを吟味した後、低体温療法との併用効果の解析に移行する。
EPOR発現変化を引き起こすシグナルを同定するために、RNA-seqによる網羅的解析を行う。ミクログリアに対する直接作用と、ニューロン-ミクログリア相互作用に分けて解析する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Hypothermia Attenuates Neurotoxic Microglial Activation via TRPV42023

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Naoya、Toriuchi Kohki、Mimoto Rina、Aoki Hiromasa、Kakita Hiroki、Suzuki Yoshiaki、Takeshita Satoru、Tamura Tetsuya、Yamamura Hisao、Inoue Yasumichi、Hayashi Hidetoshi、Yamada Yasumasa、Aoyama Mineyoshi
    • 雑誌名

      Neurochemical Research

      巻: 49 号: 3 ページ: 800-813

    • DOI

      10.1007/s11064-023-04075-8

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Neuroprotective mechanisms of hypothermia by maintaining astrocytic erythropoietin production.2023

    • 著者名/発表者名
      Kohki Toriuchi, Hiroki Kakita, Hiromasa Aoki, Tetsuya Tamura, Satoru Takeshita, Yasumasa Yamada, Mineyoshi Aoyama
    • 学会等名
      Neuroscience 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TRPV4-AMPK-NF-κB経路抑制を介する低温刺激によってミクログリアの過剰な炎症反応は鎮静化する.2023

    • 著者名/発表者名
      三本 里奈、鳥内 皐暉、福田 直哉、垣田 博樹、青木 啓将、田村 哲也、竹下 覚、山田 恭聖、青山 峰芳
    • 学会等名
      第143回日本薬理学会近畿部会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温刺激は TRPV4 を介してミクログリアの神経傷害的な活性化を抑制する.2023

    • 著者名/発表者名
      三本里奈 、鳥内皐暉 、福田直哉、垣田博樹、青木啓将、田村哲也、 竹下覚、山田恭聖 、青山峰芳
    • 学会等名
      第 69 回 日本薬学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Hypothermia attenuates neurotoxic microglial activation via TRPV4 channel2023

    • 著者名/発表者名
      Kohki Toriuchi, Naoya Fukuda, Hiroki Kakita, Hiromasa Aoki, Tetsuya Tamura, Satoru Takeshita, Yasumasa Yamada, Mineyoshi Aoyama
    • 学会等名
      第66回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Hypothermic culture enhances secretion of astrocyte-derived neuroprotective erythropoietin.2022

    • 著者名/発表者名
      鳥内皐暉, 垣田博樹, 青木啓将, 田村哲也, 竹下覚, 山田恭聖, 青山峰芳
    • 学会等名
      先端モデル動物支援プラットフォーム 若手支援技術講習会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 心停止蘇生後脳症に対する体温管理療法の脳保護作用機序の検討~低温培養がミクログリアの活性化へ及ぼす影響~2022

    • 著者名/発表者名
      田村哲也、太田晴子、志田恭子、藤掛数馬、加古英介、祖父江和哉
    • 学会等名
      第26回日本神経麻酔集中治療学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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