血液脳関門と血液神経関門の人為的改変を可能とする新規生物学的製剤の創薬

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K07526
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 清水 文崇 山口大学, 医学部附属病院, 助教 (90535254)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 血液脳関門 / 血液神経関門 / 自己免疫性神経疾患 / 新規抗体製剤開発 / 細胞モデル

研究実績の概要

2020年度は自己免疫性神経疾患患者IgGが結合するBBB構成内皮細胞に発現する標的分子の同定を試みた．患者IgGとBBB構成血管内皮細胞を用いてプロテオーム解析をし，これらのIgGに対する新規免疫標的分子を同定するアッセイの確立を試みた．ディッシュ上で生細胞に患者IgGを結合させ，クロスリンカーで固定させた後に蛋白を抽出しプロテインA/Gカラムを用いてIgGと結合した抗原を単離し，得られた抗原蛋白を2次元電気泳動，質量分析法により同定するアッセイ系を確立した．このアッセイにより複数のBBB破綻に関与する自己抗体の標的分子を同定した．特に視神経脊髄炎，傍腫瘍性小脳変性症を合併したランバート・イートン筋無力症でGlucose-regulated protein 78 (GRP78)抗体が同定された．更に，患者IgGからGRP78抗体を除去し，そのBBB構成内皮細胞に対する生物学的活性が低下するかを検討したところ，患者IgGからGRP78抗体を除去することによりBBB構成内皮細胞のNF-κB核内移行が抑制された．
研究期間内の一連の研究により，①視神経脊髄炎では，長大な脊髄病変をもつ病型でBBB破綻が強くみられ，GRP78抗体が高率に陽性となり，GRP78抗体陽性例で症状がより重症となること，②傍腫瘍性小脳変性症を合併したランバート・イートン筋無力症でGRP78抗体が陽性となり，BBB破綻に関与することが明らかとなり，血液脳関門破綻をきたす新規自己抗体としてGRP78抗体の役割が明確となった．
傍腫瘍性小脳変性症を合併したランバート・イートン筋無力症発症の病態機序として，GRP78とP/Q型VGCCは癌細胞表面に発現しており，腫瘍との交差免疫により産生されたGRP78抗体によるBBB破綻が，同じ機序より産生されたP/Q型VGCC抗体の脳内流入を促進し小脳機能障害を惹起する可能性が考えられた．

研究成果

• [雑誌論文] Advancing human induced pluripotent stem cell‐derived blood‐brain barrier models for studying immune cell interactions (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishihara Hideaki、Gastfriend Benjamin D.、Soldati Sasha、Perriot Sylvain、Mathias Amandine、Sano Yasuteru、Shimizu Fumitaka、Gosselet Fabien、Kanda Takashi、Palecek Sean P.、Du Pasquier Renaud、Shusta Eric V.、Engelhardt Britta
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 34 ページ: 16693～16715
  • DOI: 10.1096/fj.202001507RR
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serotonin/5-HT1A Signaling in the Neurovascular Unit Regulates Endothelial CLDN5 Expression (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Kotaro、Ichikawa-Tomikawa Naoki、Nishiura Keisuke、Kunii Yasuto、Sano Yasuteru、Shimizu Fumitaka、Kakita Akiyoshi、Kanda Takashi、Imura Tetsuya、Chiba Hideki
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 ページ: 254～254
  • DOI: 10.3390/ijms22010254
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of brain pericytes in blood-brain barrier formation and maintenance: a transcriptomic study of cocultured human endothelial cells derived from hematopoietic stem cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Heymans Marjolein、Figueiredo Ricardo、Dehouck Lucie、Francisco David、Sano Yasuteru、Shimizu Fumitaka、Kanda Takashi、Bruggmann Rumy、Engelhardt Britta、Winter Peter、Gosselet Fabien、Culot Maxime
  • 雑誌名: Fluids and Barriers of the CNS 巻: 17 ページ: 37
  • DOI: 10.1186/s12987-020-00208-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Validation of a Human Brain Endothelial Microvessel-on-a-Chip Open Microfluidic Model Enabling Advanced Optical Imaging (2020)
  • 著者名/発表者名: Salman Mootaz M.、Marsh Graham、Kusters Ilja、Delinc Matthieu、Di Caprio Giuseppe、Upadhyayula Srigokul、de Nola Giovanni、Hunt Ronan、Ohashi Kazuka G.、Gray Taylor、Shimizu Fumitaka、Sano Yasuteru、Kanda Takashi、Obermeier Birgit、Kirchhausen Tom
  • 雑誌名: Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 巻: 8 ページ: 573755
  • DOI: 10.3389/fbioe.2020.573775
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a human in vitro blood-brain tumor barrier model of diffuse intrinsic pontine glioma to better understand the chemoresistance (2020)
  • 著者名/発表者名: Deligne Clmence、Hachani Johan、Duban-Deweer Sophie、Meignan Samuel、Leblond Pierre、Carcaboso Angel M.、Sano Yasuteru、Shimizu Fumitaka、Kanda Takashi、Gosselet Fabien、Dehouck Marie-Pierre、Mysiorek Caroline
  • 雑誌名: Fluids and Barriers of the CNS 巻: 17 ページ: 37
  • DOI: 10.1186/s12987-020-00198-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] 総説 ペリサイトと神経系-生理的役割と病理的意義 (2020)
  • 著者名/発表者名: 清水 文崇、神田 隆
  • 雑誌名: BRAIN and NERVE 巻: 72 ページ: 151～158
  • DOI: 10.11477/mf.1416201495
• [雑誌論文] GRP78 antibodies are associated with blood-brain barrier breakdown in paraneoplastic cerebellar degeneration in Lambert-Eaton myasthenic syndrome. (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimizu F, Kanda T.
  • 雑誌名: Clin. Exp. Neuroimmunol 巻: 11 ページ: 88-89
  • DOI: 10.1111/cen3.12575
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lambert-Eaton筋無力症とGRP78自己抗体 (2020)
  • 著者名/発表者名: 清水 文崇, 神田 隆
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 274 ページ: 1299-1300
• [雑誌論文] 【免疫性神経疾患update-基礎・臨床研究の最新知見-】自己免疫性神経疾患でのGRP78抗体 (2020)
  • 著者名/発表者名: 清水 文崇, 神田 隆
  • 雑誌名: 日本臨床 巻: 78 ページ: 1951-1956
• [学会発表] 中国四国地域発で世界的に展開した学術業績 GRP78抗体とNMO この研究の発展から見えてきたこと (2020)
  • 著者名/発表者名: 清水文崇
  • 学会等名: 第61回日本神経学会学術大会．
  • 招待講演
• [学会発表] Blood-brain barrier-activation in myelin oligodendrocyte glycoprotein antibody associated disorders (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimizu F, Ogawa R, Takahashi T, Takeshita Y, Misu T, Sano Y, Maeda T, Nakashima I, Fujihara K, Kanda T
  • 学会等名: 第61回日本神経学会学術大会．
• [学会発表] 当院で診療したCIDP30例の臨床病型と長期経過 (2020)
  • 著者名/発表者名: 清水 文崇, 前田 敏彦, 佐藤 亮太, 大石 真莉子, 竹下 幸男, 松尾 欣也, 佐野 泰照, 古賀 道明, 神田 隆
  • 学会等名: 第31回日本末梢神経学会学術集会
• [学会発表] MOG抗体関連疾患での血液脳関門破綻メカニズムの解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 清水 文崇, 小川 諒, 原 佳那子, 門野 ちひろ, 高橋 利幸, 竹下 幸男, 三須 建郎, 佐野 泰照, 前田 敏彦, 中島 一郎, 藤原 一男, 神田 隆
  • 学会等名: 第32回日本神経免疫学会学術集会