アルツハイマー病におけるGABA作動異常と一次繊毛機能の関連性の解明

研究課題

研究課題/領域番号	23K07010
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52030:精神神経科学関連
研究機関	浜松医科大学
研究代表者	王天英浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 特任研究員 (30436969)
研究分担者	尾内康臣浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 教授 (40436978)
研究期間 (年度)	2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023年度)
配分額 *注記	4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円) 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円) 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円) 2023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	アルツハイマー病 / 一次繊毛 / GABA / アミロイドβ
研究開始時の研究の概要	アルツハイマー病（AD）は記憶に重要な海馬の障害を特徴とし、神経細胞とアストロサイトの化学的応答を関する一次繊毛の異常が指摘されている。記憶形成制御には海馬の抑制性伝達物質GABAが重要で、ADモデルマウスの海馬でのGABA抑制性神経機能が異常亢進し、シナプス可塑性が変化しているとされている。これらから、海馬における神経細胞とアストロサイトの一次繊毛は、双方的活動を制御し、GABA機能に影響を与えている可能がある。本研究はADモデルマウスを用いて、認知障害におけるGABA抑制機能の異常による神経細胞とアストロサイトにおける一次繊毛との関係および分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。
研究実績の概要	アルツハイマー病（AD）の病因において中心的な役割を果たすAβが一次繊毛構造を障害し、さらにシグナル伝達を妨害する可能性があることが確認されている。申請者は特に海馬での神経回路調節に重要な因子となっているGABA神経系はADで見られる認知機能異常の発現機序に重要な役割を果たしていると考えている。これらから、シグナル伝達の重要な分子基盤である神経細胞とアストロサイトの一次繊毛は、神経細胞とアストロサイト活動を修飾することでGABA作動性神経系の制御や記憶認知障害に関与する役割を担っている可能がある。そこで、本研究はADモデルマウスを用いて、認知障害におけるGABA抑制機能の異常によるシナプス可塑性の低下と海馬を中心としたCA1領域の神経細胞とアストロサイトにおける一次繊毛との関係およびその背景分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。アルツハイマー病態における一次繊毛の働きは、ほとんど未解明である。そのため、認知症モデルマウスを用いて、この遺伝子改変マウス特有の病理変化を観察することができた。また、神経細胞の一次繊毛マーカーであるAdenylate cyclase 3 (AC3)、あるいはアストロサイトの一次繊毛マーカーであるADP-ribosylation factor-like protein 13B (Arl13B)の蛍光免疫染色法により、神経細胞とアストロサイトを特異的な抗体で標識し、3次元の画像で海馬や線条体における神経細胞とアストロサイトの一次繊毛の保有率と長さの測定を行った。
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令和5年度は、アルツハイマー病細胞モデルでの実験を計画していたが、予備実験として認知症モデルマウスの脳組織における一次繊毛の保有率と長さの測定と解析をすすめた。これらの結果は、アルツハイマー病細胞モデルの製作ならびに実験条件の決定において非常に有益な情報になると考えられる。これらの理由により、現在までの進捗状況をおおむね順調に進展していると判断した。
今後の研究の推進方策	今後の方策として、引き続きアルツハイマー病細胞モデルの培養条件を改善し、アルツハイマー病における一次繊毛の生理機能とGABA作動性神経系の制動の関連性の解析を中心とする研究を進める。そのため、RNAシーケンスを駆使し、網羅的遺伝子発現解析によって特異的に変動する遺伝子を同定し、一次繊毛のシグナル伝達やGABA抑制性神経システムに関連する因子を検出する予定である。そして、in vitroスクリーニングによって見出された一次繊毛のシグナルの制御分子候補について、in vivo活性評価を実施する。さらに、一次繊毛の機能変化によるGABA抑制性神経系の機能解析を行う。