ケトン体代謝を介したグリア系3細胞の統合的制御による新規脳梗塞治療開発

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K09324
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 高橋 慎一 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (20236285)
• 研究分担者: 安部 貴人 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (30365233) ; 中原 仁 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (60537950)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: アストロサイト / オリゴデンドロサイト / 髄鞘イメージング

研究実績の概要

ラット由来の初代培養ニューロンを培養プレート底面にて培養し、プレートインサート底面には培養アストログリア（約10％のミクログリアを含有）、および化学的（ara-C + LME）ミクログリア除去法にてミクログリアを含まない純粋アストログリア、さらにミクログリアのみの単独培養（少数のアストログリアを含む）を準備した。4.5時間のOGD（無グルコース + 1％酸素）負荷をかけ、通常の培養条件に復した後24時間におけるニューロンの生存率をLDHアッセイ、ABアッセイにて定量した。ミクログリア単独ではニューロンの生存率はコントロールに比して低下し、アストログリア存在下、さらにミクログリアの併存がニューロンの生存率を上昇させた。培地にはケトン体合成に必要なパルミチン酸を添加後には、ミクログリアを含まない純粋アストログリアでもニューロン保護作用を認めた。
当施設の倫理審査で承認された臨床研究計画に基づき、神経内科外来患者に対して書面同意を取得の後、ミエリンマップを含むルーチンのシーケンスの頭部MR（一部Gd造影あり）を実施した。対象患者は頭痛、めまいなどの愁訴にて当院神経内科外来に通院中、もしくは初診の患者であり、神経学的局在徴候を認めず、認知機能正常の患者である。また通常の心血管疾患の危険因子を有さず、抗血栓療法を受けていない患者から、通常のシーケンスからMR上無症候ラクナ、白質病変を有する患者を選別した。同時に撮像された「ミエリンマップ」では、FLAIR画像にて描出された白質病変には全例で髄鞘密度の低下が確認された。一部の病変ではFLAIR画像の病変に比して髄鞘脱落はより広範であった。Gdによる造影効果は認めなかった。FLAIR画像による病変とミエリンマップによる病変の両者の間で継時的に変化が生じるか否かは現在解析中である。

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

培養細胞を用いたアッセイ系でアストログリアとミクログリアの相互連関についてニューロンへの保護作用として証明した。

今後の研究の推進方策

アストログリア特異的ケトン体産生能欠損マウスを用いたin vitroアッセイおよびin vivo脳梗塞モデルによる研究を進める。

次年度使用額が生じた理由

アストロサイト特異的ケトン体産生能欠損マウスの飼育について、予定した学内の動物センターでの飼育委託（有料）を使用せず、自前研究室内での飼育が可能であったため、この部分の予算を計上せず翌年度に持ち越した。

次年度使用額の使用計画

本年度からは、上記の施設を当初予定のとおりの共同利用施設に変更するため、予算執行に組み入れる。最終年度である本年に研究が終了した際には、マウス飼育を一時中断し、凍結杯保管を行う可能性があり、この予算にも充当する。

研究成果

• [雑誌論文] Application of q-Space Diffusion MRI for the Visualization of White Matter. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanehiro Fujiyoshi, Keiogo Hikishima, Jin Nakahara, Osahiko Tsuji, Junichi Hata, Tsunehiko Konomi, Toshihiro Nagai, Shinsuke Shibata, Shinjiro Kaneko, Akio Iwanami, Suketaka Momoshima, Shinichi Takahashi, Masahiro Jinzaki, Norihiro Suzuki, Masaya Nakamura, Yoshiaki Toyama, and Hideyuki Okano
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 36 ページ: 2796-2808
  • DOI: doi: 10.1523/JNEUROSCI.1770-15.2016.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A possible role of microglia-derived nitric oxide by lipopolysaccharide in activation of astroglial pentose-phosphate pathway via the Keap1/Nrf2 system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya Iizumi, Shinichi Takahashi*, Kyoko Mashima, Kazushi Minami, Yoshikane Izawa, Takato Abe, Takako Hishiki, Makoto Suematsu, Mayumi Kajimura and Norihiro Suzuki
  • 雑誌名: J Neuroinflammation 巻: 13 ページ: 99
  • DOI: doi: 10.1186/s12974-016-0564-0.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] グリア系細胞の統合的制御による脳梗塞治療開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 髙橋愼一
  • 雑誌名: 脳循環代謝 巻: 27 ページ: 255-258
  • DOI: http://doi.org/10.16977/cbfm.27.2_255
• [学会発表] 脳梗塞の病態におけるミクログリアとアストログリア（Roles of microglial-astroglial interaction in the pathophysiology of cerebral ischemia）、 (2016)
  • 著者名/発表者名: 髙橋愼一
  • 学会等名: 第 41 回日本微小循環学会総会
  • 発表場所: コクヨホール（東京都、港区）
  • 年月日: 2016-09-23 – 2016-09-24
• [学会発表] Astroglia exert a neuro-protective role in Parkinson’s disease by reducing oxygen stress through dopamine-induced activation of the pentose-phosphate pathway. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Mashima, Shinichi Takahashi, Takuya Iizumi, Takato Abe, Norihiro Suzuki
  • 学会等名: 20th International Congress of Parkinson's disease and Movement Disorders
  • 発表場所: Messe Berlin（Berlin, Germany）
  • 年月日: 2016-06-19 – 2016-06-23
  • 国際学会
• [学会発表] Microglia-derived NO activates astroglial pentose-phosphate pathway through the Keap1/Nrf2 system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuya Iizumi, Shinichi Takahashi, Kyoko Mashima, Yoshikane Izawa, Takato Abe, Norihiro Suzuki
  • 学会等名: 第57回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2016-05-18 – 2016-05-21
• [学会発表] ラット培養アストログリアにおけるミクログリア依存性、非依存性の酸化ストレス応答. (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯泉琢矢、高橋愼一、馬島恭子、伊澤良兼、安部貴人、鈴木則宏
  • 学会等名: 第41回日本脳卒中学会総会（STROKE 2016）
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2016-04-14 – 2016-04-16