| 研究課題/領域番号 |
19K07129
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| 研究機関 | 北陸大学 |
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研究代表者 |
松尾 由理 北陸大学, 薬学部, 教授 (10306657)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 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 |
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| 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。我々はこれまでに、脳虚血やパーキンソン病の神経障害にプロスタグランジンE2（PGE2）の誘導型合成酵素である膜結合型PGE2合成酵素-1（mPGES-1）が寄与することを示してきたため、特にmPGES-1の関与について検討を行った。
生後10～11日齢のマウス腹腔内に、グラム陰性菌の膜成分であるリポ多糖（LPS）を投与した2時間後に、赤外線を照射し発熱させ痙攣を誘発させた。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。その後、痙攣に関与する海馬と発熱に関与する視床下部を採取してmRNA発現を確認したところ、IL-1βとアポトーシス関連タンパク質のcaspase-3の発現が有意に増加したが、mPGES-1の発現は誘導されなかった。脳内のPGE2量を測定したところ、いずれの部位でもむしろ痙攣後にPGE2量が低下した。
これまでにmPEGS-1の顕著な誘導は認められていないため、既にmPGES-1の誘導と痙攣への関与が報告されているカイニン酸誘発痙攣モデルも用いて、痙攣誘発後産生するPGE2の役割についてPGE2受容体の1つであるEP3受容体欠損マウスを用いて検討を加えた。カイニン酸誘発痙攣はEP3受容体欠損型マウスで抑制され、海馬のグリア細胞の活性化や炎症性サイトカインの産生、神経細胞死も抑制された。従って、痙攣誘発にEP3受容体が深く関与することが示唆された。
今後、より臨床病態に近い熱性痙攣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。また、カイニン酸誘発痙攣モデルにおいて、EP3受容体が関与する脳炎症、神経細胞死の機序を明らかにしていく。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。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
小児熱性けいれんモデルにおけるmPGES-1の役割を明らかにすることを試みてきたが、今のところ顕著な誘導は検出出来ていない。条件を少しずつ変えながら検討しているために、やや遅れている。むしろPGE2が減少するという予想外の結果も得ているため、その役割を明らかにする方向に転換をする可能性もある。また、コロナ禍で、通常通り進められないこともあり、若干の遅れを生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
小児熱性けいれんモデルとして、これまでLPS投与後に1回の熱照射を行ってきたが、臨床的には、難治性癲癇に進展する熱性痙攣は、繰り返し生じることが知られているため、より臨床に近いモデルとして、1日3回の熱照射による痙攣誘発、或いは、3日間連続した痙攣誘発など、モデルを改良して脳炎症反応やmPGES-1の誘導を検討していく。これまでのモデルでは、PGE2が痙攣後にむしろ低下するという結果だったため、その原因と役割についても検討を加える。
さらに、mPGES-の誘導が知られているカイニン酸投与モデルにおいて、脳炎症と神経細胞死におけるEP3受容体の関与が示されてきたため、より詳細な神経細胞死の機序と、記憶や情動などの行動変化についても検討を加える。
これらのモデルで、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。
以上より、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。
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| 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日齢という小さなマウスにおいて、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、研究発表会や学会が全てオンライン開催となり、旅費が不要となったため。さらに、同じ理由で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。
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