| 研究課題/領域番号 |
19K07129
|
|---|
| 研究機関 | 北陸大学 |
|---|
研究代表者 |
松尾 由理 北陸大学, 薬学部, 教授 (10306657)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 熱性痙攣 / 小児 / 炎症性サイトカイン / プロスタグランジンE2 / 神経炎症 / 神経発達異常 / アポトーシス / 癲癇 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は、小児熱性痙攣後の神経発達異常と脳炎症の関連を明らかにすることを目的としている。そのために、今年度はまず、熱性痙攣発症直後の脳内変化について検討を行った。我々はこれまでに、カイニン酸誘発痙攣モデルにて、脳の異常興奮後に興奮部位でプロスタグランジンE2（PGE2）が生じること、これが痙攣後の神経細胞死に寄与することを見出している。そこで、小児熱性痙攣モデルにおいても、炎症反応、特に、病態誘導型PGE2合成酵素であるmPGES-1の誘導が認められるか検討した。生後10～11日齢のマウスに赤外線を照射し発熱させ、痙攣を誘発させた。その1、3日後に脳を摘出し各種炎症性物質mRNAの発現を検討したところ、発熱に関与する視床下部においてmPGES-1と炎症性サイトカインIL-1βの増加傾向が、また、痙攣に関与することが知られる海馬においてmPGES-1と上流酵素COX-2、IL-1βとTNF-αの誘導傾向が認められた。しかし、いずれも有意な作用ではなかったため、赤外線照射2時間前に腹腔内にグラム陰性菌の膜成分であるリポ多糖（LPS）を投与し全身性炎症を生じさせ、同様に熱照射後の脳を検討した。本モデルは、感染症による熱性痙攣という、臨床に則した病態モデルとして有用である。LPS投与後の熱性痙攣により、視床下部、海馬でIL-1βが、視床下部でCOX-2が有意に増加した。一方、mPGES-1の発現は誘導されなかった。さらにアポトーシス関連タンパク質の発現は、熱照射、LPS投与、LPS投与後の熱照射とも視床下部で有意に増加した。従って、熱性痙攣後の脳炎症が、神経細胞死を促進する可能性が考えられた。今後、脳炎症が再現性良く生じるモデルの開発を行い、神経発達と癲癇進展への影響を明らかにする予定である。本研究により、難治性癲癇の新たな治療ターゲットを提唱出来るものと期待している。
|
| 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
小児熱性痙攣モデルとして、生後10～11日齢マウスにおいて、熱照射により痙攣を誘発することが出来たが、熱が上がり過ぎたり、痙攣が強く生じ過ぎたりすることで、幼弱なマウスが死に至る場合があり、一方、熱照射を弱めると脳内炎症が生じず、条件検討に多くの時間がかかってしまった。そこで、臨床に近いモデルとして、熱照射前に大腸菌感染モデルとしてLPSを腹腔内投与して検討を行ったところ、炎症性サイトカインの発現など、熱性痙攣で脳炎症が生じることが明らかとなった。しかし、カイニン酸投与後に見られた、誘導型PGE2合成酵素mPGES-1の誘導を検出することはできなかった。熱性痙攣の発作や発熱にも、野生型マウスとmPGES-1欠損型マウスで、大きな違いは認められなかった。現在、脳内炎症反応において、両遺伝子型間で差異があるか検討中である。幼齢マウスではPGE2の関与が少ない可能性もあり、PGE2以外の炎症反応に着目し、神経発達異常や癲癇進展への役割の検討を続けている。また、より再現性のある熱性痙攣モデルの確立を目指している。さらに、PGE2の受容体EP1～EP4の発現が、熱性痙攣後に低下する結果が得られており、これがその後の癲癇への進展や、神経発達異常に結びつく可能性もある。今後さらにEP受容体の役割についても検討していく予定である。
|
| 今後の研究の推進方策 |
現在、熱性痙攣1日後、3日後の、海馬と視床下部のみ検討を行っているため、痙攣直後など他のタイムポイントでの脳内炎症反応や、他の脳部位での変化も検討する予定である。また、現在は1回のみの熱性痙攣モデルであるが、1日数回、或いは、数日間熱性痙攣を繰り返すモデルなど、より臨床に近いモデルでの検討も行い、脳内炎症反応について解析する。それぞれのモデルにおいて、生後4～6週齢まで成長させ、海馬神経の発達異常や癲癇への進展について検討を行う。また、mPGES-1やEP受容体の発現変化が認められる場合は、これらの遺伝子欠損型マウスを用いて、成長後の癲癇発症率や神経発達異常の程度、脳炎症の程度、行動異常などついて詳細な比較検討を行う。これにより、根治の難しい癲癇の発症機序が明らかになるだけでなく、熱性痙攣後の薬物療法により、難治性癲癇への進展を抑制できる可能性がある。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）小児熱性痙攣モデルとして、生後10～11日齢のマウスにおいて、熱照射により痙攣を誘発することが出来たが、熱が上がり過ぎたり、痙攣が強く生じ過ぎたりすることで、幼弱なマウスが死に至る場合があり、一方、熱照射を弱めると脳内炎症が生じず、条件検討に多くの時間がかかってしまったため。また、新型コロナウィルス感染防止のため、3月に予定していた学会が全て誌上開催となり、旅費が不要となったため。さらに、同じ理由で3月以降在宅勤務や動画講義の準備などが余儀なくされ、実験時間が十分に確保できなかったため。
（使用計画）本研究では自家繁殖したmPGES-1欠損型マウス、EP3受容体欠損型マウスとその野生型マウスの維持のための床敷きや餌の費用、新たに購入するマウス、ラット等の費用が必要である。また、細胞免疫染色可能な抗体を購入する。グリアマーカーやサイトカイン等のmRNA発現解析のため、primer、mRNA抽出、cDNA作成、qPCRのためのキットを要する。PGE2量、サイトカイン量の測定には、EIAキットを購入する。In vitro培養実験では、動物の他、各種培養関連器具と試薬の購入を要する。さらに、各種生化学的、分子生物学的、薬理学的試薬の購入を予定している。
|
