脳リンパ流の生理とその破綻による高次脳機能低下メカニズムの解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02606
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 安井 正人 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (90246637)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: アクアポリン / 脳のリンパ流 / アルツハイマー病

研究実績の概要

1.これまでCoherent anti-Stokes Raman scattering (CARS)顕微鏡を用いて脳組織における水と重水の置換による水動態の解析を進めてきたが、バックグランドシグナルが予想以上に高いことが判明した。そこでシステムをCARS顕微鏡からCRESTプロジェクトで開発を進めてきたStimulated Raman scattering (SRS)に変更し、同様の観測を行うこととした。SRS顕微鏡を用いることでバックグランドシグナルを有意に下げることができたのみならず、この新しいシステムでは同時蛍光励起観測も可能なので、溶媒である水と溶質分子との同時観測を行うことにも成功した。その結果、脳組織における拡散は溶質と溶媒で異なることを見出した。
2.昨年度、一価の銅イオンがAQP4水透過性を抑制することを見出している。本年度はその薬理学的な解析を進めた。初代培養アストロサイトを用いてSLC31A1（一価の銅イオントランスポーター）のRNAiで発現を抑制してその効果も検討したが、その差を見出すことはできなかった。
3.本年度は5XFADに加えAPP変異のノックインモデルとして用いられているNLFやNLGFアルツハイマー病マウスモデルにおけるAQP4の関与も検討した。その結果、5XFADモデルの時と同様AQP4の欠損により、血管周囲のアミロイドの蓄積（脳アミロイド血管症CAA）が著しく増加することが確認できた。また、山田（東大）らとの共同研究で、タウオパチーモデルにおけるAQP4の欠損の影響を検討した。PS19P マウスにAQP4欠損を掛け合わすと海馬と側頭葉における神経細胞死が著しく進行することを見出した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Monitoring the Morphological Evolution of Giant Vesicles by Azo Dye-based Sum-Frequency Generation (SFG) Microscopy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Momotake A, Mizuguchi T, Hishida M, Yamamoto Y, Yasui M, Nuriya M.
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 巻: 186 ページ: 186-186
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2019.110716
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of AQP4 in the Central Nervous System. (2020)
  • 著者名/発表者名: Vandebroek AA, Yasui M.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 26;21(5) ページ: 1603-1603
  • DOI: 10.3390/ijms21051603
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of increased daily water intake and hydration on health in Japanese adults. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Watanabe H, Tanaka A, Yasui M, Nishihira J, Murayama N.
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 23;12(4) ページ: 1191-1191
  • DOI: 10.3390/nu12041191
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Behavioral and electrophysiological evidence for a neuroprotective role of aquaporin-4 in the 5xFAD transgenic mice model. (2020)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Ikegawa N, Yoshida K, Muramatsu K, Hattori S, Kawai K, Murakami M, Tanaka T, Goda W, Goto M, Yamamoto T, Hashimoto T, Yamada K, Shibata T, Misawa H, Mimura M, Tanaka KF, Miyakawa T, Iwatsubo T, Hata J, Niikura T, Yasui M.
  • 雑誌名: Acta Neuropathol Commun. 巻: 12;8(1) ページ: 67-67
  • DOI: 10.1186/s40478-020-00936-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sleep stage detection using only heart rate. (2020)
  • 著者名/発表者名: Mitsukura Y, Fukunaga K, Yasui M, Mimura M.
  • 雑誌名: Health Informatics J 巻: 26(1) ページ: 376-387
  • DOI: 10.1177/1460458219827349.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sleep Stage Estimation from Bed Leg Ballistocardiogram Sensors. (2020)
  • 著者名/発表者名: Mitsukura Y, Fukunaga K, Yasui M, Mimura M.
  • 雑誌名: Sensors (Basel) 巻: 5;20(19) ページ: E5688-E5688
  • DOI: 10.3390/s20195688
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inhibition of aquaporin-3 in macrophages by a monoclonal antibody as potential therapy for liver injury. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hara-Chikuma M, Tanaka M, Verkman A.S, Yasui M.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 9;11(1) ページ: 5666-5666
  • DOI: 10.1038/s41467-020-19491-5.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of compounds in red wine that effectively upregulate aquaporin-3 as a potential mechanism of enhancement of skin moisturizing. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Tsuchiya T, Hara-Chikuma M, Yasui M, Fukui Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys 巻: Rep. 23;24: ページ: 100864-100864
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2020.100864.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] アクアポリンと脳水流のダイナミクス (2021)
  • 著者名/発表者名: 安井正人
  • 学会等名: 第１５回北海道大学医学研究院連携研究センター研究成果発表会
  • 招待講演
• [学会発表] Water biology and medicine -roles of aquaporins in biological system (2021)
  • 著者名/発表者名: 安井正人
  • 学会等名: The 4th Aquaphotomics International Conference
  • 招待講演
• [学会発表] アクアポリン４の機能と神経変性疾患 (2020)
  • 著者名/発表者名: 安井正人
  • 学会等名: 名古屋分子標的イメージングセミナー（エーザイ㈱）
  • 招待講演
• [学会発表] 脳内における水のダイナミクスとアクアポリン４ (2020)
  • 著者名/発表者名: 安井正人
  • 学会等名: 日本神経病理学会
  • 招待講演
• [学会発表] 脳内における水のダイナミクスとアクアポリン４ (2020)
  • 著者名/発表者名: 安井正人
  • 学会等名: WEB講演会 視神経炎 Up To Date (帝人ヘルスケア)
  • 招待講演