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2023 年度 実績報告書

in vitro変性神経突起モデルを用いたアルツハイマー病病態進展機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02815
研究機関順天堂大学

研究代表者

櫻井 隆  順天堂大学, 医学部, 教授 (70225845)

研究分担者 内山 安男  順天堂大学, 医学部, 特任教授 (10049091)
岩田 淳  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, 研究員 (40401038)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードアルツハイマー病 / βアミロイド / 小胞輸送障害 / オートファジー
研究実績の概要

アルツハイマー病の主要病理の1つである老人斑の近傍では、軸索を中心とする神経突起中の小胞輸送障害により膨化した変性神経突起が生じる。末梢へのシナプス関連タンパク質・脂質輸送障害やオートファジー異常により神経機能障害をきたすと考えられるが、その発生メカニズムの詳細や病態への関与は明らかでない。本研究ではin vitroで老人斑を再現し神経突起変性の過程を経時的に観察可能なモデルを用いて、小胞輸送障害の機序、病態との関連を明らかにすることを目指している。
in vitroで老人斑を再現するモデルの条件検討とイメージング解析に適した改良を前年度に引き続き進めた。海馬スライスにAβ凝集の核となるシード、培地に化学合成ヒトAβペプチドを添加することにより、スライス上に老人斑類似のAβ凝集体を形成させるモデルである。変性神経突起形成初期に蓄積する小胞輸送タンパク質の抗体染色、画像解析を用いて、小胞輸送障害、軸索膨化初期の経時的変化を解析した結果、Aβペプチド添加後3-7日の間にAβ凝集体が成長し周囲に輸送障害、膨化が惹起されることを見出した。標識シードを用いて光-電子相関顕微鏡法により変性神経突起の微細構造を電子顕微鏡により観察し、膨化した軸索内に異常オートファジー小胞や各種オルガネラが蓄積し、プラーク類似の構造を持つことを明らかにした。
神経回路に沿って特定の神経細胞集団の軸索における変性の経時的変化をリアルタイムで観察するため、凝集シード添加時期・方法、Aβ凝集体のライブ染色、組換えアデノ随伴ウイルスによる蛍光タンパク質発現などの条件検討を進め、特定部位の軸索に変性を誘導し、経時的に観察することが可能となった。得られた成果をもとに、特定の神経回路における小胞輸送の経時的変化の解析、阻害薬等を用いた輸送障害メカニズムの解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nuclear SphK2/S1P signaling is a key regulator of ApoE production and Aβ uptake in astrocytes2024

    • 著者名/発表者名
      Komai Masato、Noda Yuka、Ikeda Atsuya、Kaneshiro Nanaka、Kamikubo Yuji、Sakurai Takashi、Uehara Takashi、Takasugi Nobumasa
    • 雑誌名

      Journal of Lipid Research

      巻: 65 ページ: 100510~100510

    • DOI

      10.1016/j.jlr.2024.100510

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 海馬スライス培養を用いたアミロイドプラーク形成と神経突起変性の経時的解析2023

    • 著者名/発表者名
      周藝瑶, 上窪裕二, 石田葉子, 日置寛之, 櫻井隆
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] 脳器官培養法を用いたアミロイドβ分泌とアミロイド斑形成の経時的解析2023

    • 著者名/発表者名
      上窪裕二, 周藝瑶, 櫻井隆
    • 学会等名
      第53回日本神経精神薬理学会年会
  • [学会発表] 脳組織内部における1分子イメージング2023

    • 著者名/発表者名
      大久保洋平, 並木繁行, 浅沼大祐, 櫻井隆, 廣瀬謙造
    • 学会等名
      第97回日本薬理学会年会
  • [学会発表] 成体脳におけるセマフォリン3A発現を定量するELISAシステムの確立2023

    • 著者名/発表者名
      杉山黎、林克儀、中村史雄、櫻井隆、五嶋良郎、山下直也
    • 学会等名
      第97回日本薬理学会年会
  • [学会発表] Phospholipid flippases ATP8A1 and ATP8A2 regulate the functional expression of synaptic proteins in hippocampal neurons2023

    • 著者名/発表者名
      Kawase M, Matsuda T, Umemura Y, Oishi H, Sakurai T, Hattori M
    • 学会等名
      Neuroscience 2023, Washington DC, USA
    • 国際学会
  • [備考] 脳組織培養法を用いた神経機能の長期連続的な解析と病態再現モデルの構築

    • URL

      http://pharmacology.sakura.ne.jp/jp/research/HC_slice_res/HC_slice_res.html

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公開日: 2024-12-25  

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