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2022 年度 実施状況報告書

筋萎縮性側索硬化症ALS死後脳における多量体形成分子群の神経変性病態構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K07222
研究機関獨協医科大学

研究代表者

小川 覚之  獨協医科大学, 医学部, 講師 (40436572)

研究分担者 齊藤 祐子  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (60344066)
川島 祐介  公益財団法人かずさDNA研究所, ゲノム事業推進部, ユニット長 (30588124)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード筋萎縮性側索硬化症(ALS) / 神経変性疾患 / 死後脳 / プロテオミクス / 溶液中分子動態 / 分子イメージング
研究実績の概要

本研究は筋萎縮性側索硬化症(ALS)の発症メカニズムを解明するため、ALS患者の死後脳検体について生化学的分離精製と定量プロテオーム解析を適用し、疾患特異的に溶液中動態が変動する分子群を網羅的にプロファイルして疾患依存的な分子群を抽出するものである。既に微量の患者死後脳検体から分子群を分離精製し、プロテオーム解析を実施した。同時に比較健常群や他の神経変性疾患脳のプロファイルも行った。検体数を増やすことにより個人差の影響を抑制し、疾患依存的分子動態の同定に努めている。また、膨大なオミクスデータの群間比較を可能にするソフトウェアの開発も行い、他群間オミクス解析が可能になった。さらに、生化学的な分離精製によるプロファイルだけでは得ることができない組織上での局在情報について、脳検体を用いた質量分析イメージングやX線イメージングを組み合わせることにより、疾患群・健常群の脳組織上での分子マッピングも実施した。研究項目を順調に実施しただけでなく、研究テーマも大きく発展し、分子プロファイル解析と同時に分子イメージング解析を実施する段階まで研究課題が深化した。本研究で取得したデータをまとめており、複数の論文発表が期待できる段階にある。今後はさらに疾患特有の分子挙動に焦点を絞り、疾患依存的分子動態の試験管内再構成、分子構造解析へと繋げる。疾患特有の分子挙動を解明することにより、新規治療標的・疾患マーカーとしての分子動態を解明する。

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

患者死後脳検体から分子群を分離精製し、プロテオーム解析を実施した。同時に比較健常群や他の神経変性疾患脳のプロファイルも行った。検体数を増やすことにより個人差の影響を抑制し、疾患依存的分子動態の同定に努めている。また、膨大なオミクスデータの群間比較を可能にするソフトウェアの開発も行い、他群間オミクス解析が可能になった。さらに、生化学的な分離精製によるプロファイルだけでは得ることができない組織上での局在情報について、脳検体を用いた質量分析イメージングやX線イメージングを組み合わせることにより、疾患群・健常群の脳組織上での分子マッピングも実施した。研究項目を順調に実施しただけでなく、研究テーマも大きく発展し、分子プロファイル解析と同時に分子イメージング解析を実施する段階まで研究課題が深化した。本研究で取得したデータをまとめており、複数の論文発表が期待できる段階にある。

今後の研究の推進方策

本研究の主目的であるALS患者死後脳における分子動態のプロファイルについて、既に解析完了までの見通しが立っている。また、研究テーマが大きく発展し、分子プロファイル解析と同時に分子イメージング解析を実施する段階まで研究が深化している。そこで今後は分子動態のプロファイルの解析と脳組織上の分子イメージング解析による統合的研究手法を複数の神経変性疾患に適用し、各疾患群それぞれにおける特有の分子動態・分子局在を明らかにする。さらに疾患特有の分子挙動に焦点を絞り、疾患依存的分子動態の試験管内再構成、分子構造解析へと繋げる。疾患特有の分子挙動を解明することにより、新規治療標的・疾患マーカーとしての分子動態を解明する。

次年度使用額が生じた理由

研究期間のうち2020年度は、新型コロナウィルスの影響により研究に関わる倫理審査委員会の開催や研究試料提供の遅れがあり、研究計画全体にずれが生じた。2021年度はコロナ禍の中にあり学外での研究活動に大きく制約を受けた。社会情勢の影響で当初の研究スケジュールからの遅れはあるものの、研究社会活動に制約が無くなってからは研究が順調に進展し、実質的な研究スケジュールは極めて順調である。コロナ禍によるスケジュールのずれ込みによる研究成果の発表等を次年度に行う必要があり、論文発表・学会発表として成果を発表する為に、英文校正・追加実験・研究出張・出版経費・学会発表等に伴う経費が必要であった。本研究課題の総まとめとして、本研究目的をより精緻なレベルで完遂し、成果発表を行うタイミングに応じて計画的に経費を使用する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件)

  • [学会発表] Hybrid Imaging Analyses of Biomolecules: From Biological Tissues to Molecules and Metals2023

    • 著者名/発表者名
      Tadayuki Ogawa
    • 学会等名
      International symposium on mass spectrometry imaging 2023 KYOTO
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大気圧低温プラズマによる生体分子イオン化装置の開発2023

    • 著者名/発表者名
      小川覚之、沖野晃俊、平田岳史
    • 学会等名
      第1回生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体組織の統合オミクス解析:組織から分子、原子へ2023

    • 著者名/発表者名
      小川覚之
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会全国学術集会
  • [学会発表] 質量分析イメージングによる心臓組織・心内膜・心外膜の分子局在解析2023

    • 著者名/発表者名
      西山侑輝、野老翔雲、大島典子、徳田信子、豊田茂、小川覚之
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会全国学術集会
  • [学会発表] 生体分子の統合的オミクス解析:生体組織から分子、原子へ2022

    • 著者名/発表者名
      小川覚之、 梅村知也、武田志乃、平田岳史
    • 学会等名
      第70回質量分析総合討論会(2022)
  • [学会発表] Hybrid Imaging Analyses of Biomolecules: From Biological Tissues to Molecules and Metals2022

    • 著者名/発表者名
      Tadayuki Ogawa, Eisei Tanaka, Tomonari Umemura, Shino Takeda-Homma, Takafumi Hirata
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Metallomics (ISM-8)
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体分子のハイブリッドイメージング:生体組織から分子、金属元素へ2022

    • 著者名/発表者名
      小川覚之
    • 学会等名
      プラズマ分光分析研究会 第 116 回講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト疾患のハイブリッド分析:脳疾患イメージングから結合組織疾患まで2022

    • 著者名/発表者名
      小川覚之
    • 学会等名
      第2回生体分子ナノ解析・イメージング研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 高輝度放射光を利用した分子モータータンパク質の神経変性疾患型変異の構造動態解析2022

    • 著者名/発表者名
      小川覚之
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー/Spring-8先端利用技術ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロPIXEによる神経組織中生命金属分布解析2022

    • 著者名/発表者名
      小川覚之、及川将一、上原章寛、武田志乃
    • 学会等名
      放射線医学研究所 成果報告会
    • 招待講演
  • [学会発表] 分離と検出を一枚のプレートで実現する酸化亜鉛ナノワイヤの魅力2022

    • 著者名/発表者名
      梅村 知也、森岡 和大、東海林 敦、嶋田 泰佑、安井 隆雄、小川 覚之、沖野 晃俊
    • 学会等名
      第53回中部化学関係学協会支部連合秋季大会

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公開日: 2023-12-25  

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