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2016 年度 実施状況報告書

筋萎縮性側索硬化症の病早期白質浸潤ミクログリアによる運動ニューロン逆行性変性起源

研究課題

研究課題/領域番号 16K09721
研究機関九州大学

研究代表者

林 信太郎  九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (90312876)

研究分担者 山崎 亮  九州大学, 医学研究院, 准教授 (10467946)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード筋萎縮性側索硬化症 / 活性化ミクログリア / 脊髄前側索 / galectin-3 / 運動ニューロン変性 / 遺伝子 / TDP-43
研究実績の概要

孤発性ALS7例とコントロール5例のホルマリン固定、パラフィン包埋5μ厚脊髄水平断切片を用いてIba-1、CD68、TDP-43、活性早期発現遺伝子 (4~24 hr)であるosteopontin (Ost)、活性後期発現遺伝子 (3-7 days) であるgalectin-3 (Gal3)への一次抗体を用いて免疫染色を行った。錐体路 (CST)、CSTを除く前側索 (ALFoc)、灰白質前角 (AH)における免疫陽性細胞数とTDP-43病理を有する運動神経細胞数を定量した。この結果、Ost陽性細胞はAHに、Gal3陽性細胞はALFoc/CSTとに明確に分かれて認めた。Iba-1/CD68染色とOst/Gal3染色で認める陽性細胞 (+)の形態は一致しており、AHでは点/円状、ALFoc/CSTでは泡沫状であった。Iba-1 +に対するOst/Gal3+の割合は58.5/36.4%であった。相関解析では、ALFocに存在するGal3+数のみTDP-43病理を有する運動神経細胞数と正相関したが (r=0.559, p=0.018)、Ost+や他の領域について相関はなかった。以上よりALS脊髄ではMi/Mφの浸潤がAHよりもALFoc/CSTで先に生じる可能性が考えられた。この所見との比較のため、当科でRed-Greenマウス (CCR2-RFP/CX3CR1-GFPマウス) ×mSOD1マウスを作成し解析した。この結果、脊髄より早期に脊髄前根でCX3CR1+ (常在性ミクログリア)、CCR2+ (末梢血単球)の活性化がみらた (CX3CR1: 前根では8週、灰白質は12週より。CCR2:前根では8週、灰白質は20週より)。髄内(ヒト)か髄外 (本マウス)の違いはあるが、グリアは灰白質前角よりも先に前根で活性化する可能性が示唆され、ALSの変性起源を考える上で新たな知見である。

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

ALSの脊髄における活性化ミクログリアについて、活性後の時間経過で変動する発現遺伝子プロフィールに着目した研究は皆無であった。しかし本研究により活性早期発発現遺伝子であるosteopontinは運動ニューロンの存在する脊髄灰白質に、活性後期発現遺伝子galectin-3は灰白質に隣接する前側索にそれぞれ局在を示し存在する事を世界で初めて示した。さらに我々の作成したRed-Greenマウス (CCR2-RFP/CX3CR1-GFPマウス) ×mSOD1マウスはALSのグリア性炎症モデルとなる可能性を示した。

今後の研究の推進方策

孤発性ALS患者脊髄における活性化ミクログリアの遺伝子発現プロフィールは未知であったので、当初の研究計画で探索する遺伝子を広範囲に設定したが、本研究により、galectin-3とosteopontinという二つの遺伝子候補を見出すことができた。この結果を利用し、今後ヒト脊髄とモデルマウス脊髄に出現する活性化ミクログリアの発現遺伝子パターンと運動ニューロン変性との相関解析、ISHと免疫組織化学の二重染色を用いて灰白質、前側索、錐体路の3領域に分けたミクログリアの特性を解析する予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Early- and late-activated microglia show distinct localization and exert different impact on TDP-43 pathology in amyotrophic lateral sclerosis spinal cord2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Hayashi, Ryo Yamasaki, et al.
    • 雑誌名

      Amyotroph Lateral Scler Frontotemporal Degener

      巻: 17 ページ: 70-71

    • DOI

      10.1080/21678421.2016.1231971

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Morvan's syndrome and myasthenia gravis related to familial mediterranean fever gene mutation2016

    • 著者名/発表者名
      Junpei Koge , Shintaro Hayashi, et al.
    • 雑誌名

      J Neuroinflammation

      巻: 13 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1186/s12974-016-0533-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immune-mediated spastic paraparesis accompanied with high titres of voltage-gated potassium channel complex antibodies and myokimia/fasciculation2016

    • 著者名/発表者名
      Ban-yu Saitoh, Shintaro Hayashi, et al.
    • 雑誌名

      J Neurol Sci

      巻: 364 ページ: 133-135

    • DOI

      10.1016/j,jns.2016.03.028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A case of cerebrotendinous xanthomatosis mimicking the clinical phenotype of mitochondrial disease with a novel mutation (c. 43_44 delGG) in CYP27A1 gene exon.12016

    • 著者名/発表者名
      Junpei Koge, Shintaro Hayashi, et al.
    • 雑誌名

      Rinsho Shinkeigaku

      巻: 56 ページ: 667-671

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A case of severe chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy with monocloncal gammopathy of undetermined significance with alternating immunoglobulin class to IgM from IgA2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Hayashi, et al.
    • 雑誌名

      Rinsho Shinkeigaku

      巻: 56 ページ: 593-599

    • DOI

      10.5629/clinicalneurol.cn-000889

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 胸腺過形成を合併したHTLV-1関連脊髄症の1例2016

    • 著者名/発表者名
      林信太郎、他
    • 雑誌名

      神経内科

      巻: 84 ページ: 595-599

    • 査読あり
  • [学会発表] Early- and late-activated microglia show distinct localization and exert different impact on TDP-43 pathology in amyotrophic lateral sclerosis spinal cord (oral communication)2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Hayashi, Ryo Yamasaki, et al.
    • 学会等名
      27th International Symposium on ALS/MND
    • 発表場所
      The Convention Center Dublin (Ireland)
    • 年月日
      2016-12-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Splenectomy might ameliorate disease progression in ALS mouse model2016

    • 著者名/発表者名
      白石 渉、山﨑 亮、他
    • 学会等名
      グリア研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-12-03
  • [学会発表] HTLV-1-Associated Myelopathy Accompanied by Thymic Hyperplasia : A Case Report2016

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Hayashi, et al.
    • 学会等名
      9th Congress of the Pan-Asian Comittee for Treatment and Research in Multiple Sclerosis (PACTRIMS)
    • 発表場所
      Millenium Hilton Bangkok (Thailand)
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症の脊髄では活性早期ミクログリアは灰白質に、 活性後期ミクログリアは白質に分布する2016

    • 著者名/発表者名
      林 信太郎、山﨑 亮、他
    • 学会等名
      第28回日本神経面計学会学術集会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール
    • 年月日
      2016-09-30
  • [学会発表] Early- and late-activated microglia show distinct localizations in amyotrophic lateral sclerosis spinal cord2016

    • 著者名/発表者名
      林 信太郎、山﨑 亮、他
    • 学会等名
      第57回日本神経学会学術大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター, 神戸ポートピアホテル
    • 年月日
      2016-05-20

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公開日: 2018-01-16  

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