若年血漿を用いたアルツハイマー病治療研究

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19F19776
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 渡辺 恭良 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (40144399)
• 研究分担者: ZHANG KAI 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2019-10-11 – 2022-03-31
• キーワード: 認知症 / 若年血漿 / マウス / 生体イメージング / PET

研究実績の概要

アルツハイマー病（AD）は認知機能障害を主とした代表的な認知症であり、病理所見に神経細胞数減少、アミロイド斑蓄積および神経原線維変化が認められ、海馬を中心に脳萎縮が起こる。ADの病因は不明であり、また有効な治療法も存在しない。本研究課題では、近年、AD治療法の一つとして期待されている若年血漿（YBP）注入療法に着目し、その有効性について動物基礎研究を行う。本課題ではYBP投与した老齢マウスのin vivoでの脳機能変化を動物用の陽電子放出断層撮影（PET）で捉え、統計的画像解析法から責任領域を抽出し、行動学的所見とともに改善機序を検証した。覚醒下での[18F]フルオロデオキシグルコース（FDG）による糖代謝PETイメージングでは、YBP投与群は対照のPBS投与群と比較し、右海馬と両側体性感覚野の糖代謝が高く、右線条体終末核と左小脳の糖代謝が低いことが示された。これら領域から採取した組織サンプルによる解析では認知関連タンパク質（Syn1, BDNF, IGF-1, IGF-1R）の発現が有意に増加し、主要な神経細胞シグナル伝達経路であるERKシグナル伝達経路の活性を低下させ、AKTシグナル伝達経路を活性化させた。また、認知行動テストから加齢による空間認知記憶低下がYBP投与により抑制された。さらに、培養した神経細胞によるin vitro老化モデルに対しYBP添加が細胞内でのいくつかの認知関連タンパク質（BDNF、SYN1、IGF-1、IGF-IR）の発現を有意に上昇させることが示唆され、この変化は老齢マウスから採取し血漿では観察されなかった。本研究の結果から、海馬と体性感覚野が、YBPによる加齢に伴う認識記憶の低下に対し有効性を持つことが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Zhejiang University(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Zhejiang University
• [国際共同研究] Seoul National University(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: Seoul National University
• [雑誌論文] Neural correlates of beneficial effects of young plasma treatment in aged mice: PET-SPM analyses and neuro-behavioural/molecular biological studies (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhang K, Mizuma H, Nakatani Y, Kanayama Y, Takahashi K, Matsumoto Y, Wada Y, Onoe K, Owada S, Hayashinaka E, Wu Y, Zhang X, Tian M, Zhang H, Watanabe Y
  • 雑誌名: European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 巻: 49(5) ページ: 1456～1469
  • DOI: 10.1007/s00259-021-05598-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] PET imaging of neural activity, β-amyloid, and tau in normal brain aging (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhang K, Mizuma H, Zhang X, Takahashi K, Jin C, Song F, Gao Y, Kanayama Y, Wu Y, Yuting Li, Ma L, Tian M, Zhang H, Watanabe Y
  • 雑誌名: European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 巻: 48(12) ページ: 3859～3871
  • DOI: 10.1007/s00259-021-05230-5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] International consensus on the use of [18F]-FDG PET/CT in pediatric patients affected by epilepsy (2021)
  • 著者名/発表者名: Tian M, Watanabe Y, Kang KW, Murakami K, Chiti A, Carrio I, Civelek AC, Feng J, Zhu Y, Zhou R, Wu S, Zhu J, Ding Y, Zhang K, Zhang H; Molecular Imaging-based Precision Medicine Task Group of A3 (China-Japan-Korea) Foresight Program
  • 雑誌名: European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 巻: 48(12) ページ: 3827～3834
  • DOI: 10.1007/s00259-021-05524-8
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] PET mapping of neurofunctional changes after young blood plasma treatment in aged mice under conscious state. (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhang K, Mizuma H, Nakatani Y, Matsumoto Y, Kanayama Y, Takahashi K, Wada Y, Hirahara-Owada S, Hayashinaka E, Tian M, Zhang H, Watanabe Y
  • 学会等名: World Molecular Imaging Conference 2021
  • 国際学会