代謝血流制御による筋萎縮性側索硬化症新規治療法開発

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07822
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 多田 智 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (70626530)
• 研究分担者: 奥野 龍禎 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (00464248) ; 清水 幹人 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (30817507)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 低酸素 / 代謝 / 血管拡張 / ミトコンドリアDNA

研究実績の概要

本研究における我々の目的は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)における運動神経変性に対して、低栄養・低酸素・慢性虚血がどの程度関連しているのかを明らかにし、代謝改善・血流増加・低酸素改善によって神経変性抑制を試みることである。本年度、我々は強力な血管拡張作用を有するベラプロストナトリウム(ドルナー)をALSマウスに腹腔内投与し、血管拡張作用が実際に確認できるか評価した。免疫染色においてドルナー投与群ALSマウスの脊髄では低酸素マーカーであるHIF1aが発現低下していることを確認した。今後、長期経口投与(発症時より死亡14日程度前まで)を行い、長期的に運動症状の改善や神経変性の抑制が見られるかどうか、また生命予後が改善するか検討する予定としている。一方、ALSに見られる筋肉代謝異常の原因を検討すべく、ALS患者の血清を培養筋細胞に添加し、培養細胞の代謝がどのように変化するか検討した。具体的には、培養筋細胞にALS患者並びに対照群患者の血清を添加し、細胞毒性やラクテートの産生量を評価した。低酸素により発生するミトコンドリア障害の指標として、ALS患者の髄液内ミトコンドリアDNAに着目し、臨床検体を採集してミトコンドリアDNA量と患者の低酸素状態に相関があるか調査するため、患者髄液を収集している。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ALSモデルマウスを用いた動物実験は、大阪大学医学部動物舎の建て替えに伴い使用可能なマウス数が制限されており、依然十分な実験が行えていない。培養細胞を 用いた実験は概ね順調に進捗している。COVID19のパンデミックに伴う患者の受診控えにより、患者髄液サンプルの収集は遅れている。

今後の研究の推進方策

ALSモデルマウスへのプロスタグランジン製剤の投与を続け、運動神経変性に対する血管拡張療法の長期的な効果を検討する。寿命延長効果が見られた場合には、そのメカニズムを明らかにし、将来的な治療につながる研究を行う。培養筋細胞を用いた評価では、代謝産物に注目してALS患者血清によって特異的に誘導される代謝経路の発見に努める。髄液内ミトコンドリアDNAを用いた研究では、ALS患者の髄液内で特徴的なミトコンドリアDNAの変化を確認しており、今後はこの変化が起こるメカニズムを解明していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

動物舎の建て替えに伴い使用できる実験動物数が減少し、このために飼育に必要な経費や実験用具購入費の使用を先送りしたため。

研究成果

• [雑誌論文] Mitochondrial DNA enhance innate immune responses in neuromyelitis optica by monocyte recruitment and activation (2020)
  • 著者名/発表者名: Mikito Shimizu, Tatsusada Okuno, Makoto Kinoshita, Hisae Sumi, Harutoshi Fujimura, Kazuya Yamashita, Tomoyuki Sugimoto, Shuhei Sakakibara, Kaori Sakakibara, Toru Koda, Satoru Tada, Teruyuki Ishikura, Hisashi Murata, Shohei Beppu, Naoyuki Shiraishi, Yasuko Sugiyama, Yuji Nakatsuji, Atsushi Kumanogoh & Hideki Mochizuki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-70203-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著