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2017 年度 実績報告書

αシヌクレイン伝播に基づく新規パーキンソン病モデルマウスの作製と病態解析

公募研究

研究領域脳タンパク質老化と認知症制御
研究課題/領域番号 17H05698
研究機関京都大学

研究代表者

高橋 良輔  京都大学, 医学研究科, 教授 (90216771)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードパーキンソン病 / 多系統萎縮症 / アルファシヌクレイン / モデル動物
研究実績の概要

(1) 野生型マウスの嗅球へのフィブリル接種により、嗅覚伝導路と辺縁系を中心としてα-Syn凝集病変の形成を認めた。しかし、野生型マウスにおける伝播は遅く、行動解析による異常も見られなかった。一方で、α-Syn BAC Tgマウスの嗅球にフィブリルを接種すると、嗅覚伝導路と辺縁系を中心にα-Syn凝集病変の劇的な伝播が観察され、嗅覚障害、不安様行動、記憶保持の障害が観察された。野生型マウスの胃壁にフィブリルを接種すると、接種後45日には、迷走神経背側核にα-Syn凝集病変が認められた。しかし、意外なことに、α-Syn凝集病変は経時的に減少し、他脳部位への伝播も見られなかった(投稿中)。

(2) α-Syn BAC Tgマウスの線条体にフィブリルを接種すると、黒質緻密部ドパミン神経細胞に著明なα-Syn凝集病変が形成され、接種後1、2ヵ月の時点で、それぞれ約20%、40%のドパミン神経細胞脱落が起こることを見出した。接種後2ヵ月の時点でアポモルフィンを投与すると、健側への回転運動が生じることが確認できた。

(3) オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPC)とオリゴデンドロサイト(OLG)にフィブリルを投与したところ、α-Syn陽性細胞内封入体はOPCにおいて観察されたが、OLGには観察されなかった。OPCにおける封入体は1)内因性(ラット細胞由来)α-synを含み高分子化していること、2)フィブリルを投与しない条件と比較して著明な内因性α-synの上昇がみられることが判明した。その背景には、オートファジー・リソソーム分解系の異常の関与が示唆された。さらに、封入体形成したOPCを分化誘導すると、α-Syn陽性封入体を有するOLGが認められた。これらの細胞ではミエリン形成に関わる蛋白の発現が低下する他、神経細胞に対する保護効果が減弱することが示された。

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

(1) 嗅球にα-Synフィブリルを接種する実験は、野生型マウスとα-Syn BAC Tgマウスいずれも解析をほぼ終了しており、平成30年度前半に論文投稿可能になると思われる。消化管壁にα-Synフィブリルを接種する実験は、野生型マウスについては論文投稿中で、α-Syn BAC Tgマウスも必要匹数をすでに接種済で、経時的に病理学的解析を行うセットアップが完了している。

(2) α-Syn BAC Tgマウスの線条体にフィブリルを接種することで、黒質緻密部ドパミン神経細胞細胞にα-Syn凝集病変を形成し、早期に細胞脱落を起こすモデルが確立できつつある。同モデルは薬剤効果検証に有用と考えている。

(3) 多系統萎縮症におけるOLG内α-Syn凝集病変形成の病態機序解明に繋がる研究結果が得られ、論文発表した。

今後の研究の推進方策

(1) α-Syn(A53T) BAC Tgマウスの嗅球にα-Synフィブリルを接種すると、嗅覚伝導路と海馬を中心として劇的なα-Syn凝集病変が観察され、接種後7ヵ月の時点で嗅覚障害、不安、記憶保持の障害など、PDの非運動症状と考えられる行動異常が観察された。本年度は同モデルの行動解析と病理学的解析を進め、論文投稿する。また、伝播が促進されるα-Syn(A53T) BAC Tgマウスの消化管にα-Synフィブリルを接種しており、これを経時的に解析する。同モデルの解析も順調に進んでおり、本年度中に論文投稿可能と考える。

(2) α-Syn(A53T) BAC Tgマウスの線条体にフィブリルを接種することで、α-Syn凝集病変を伴い、早期に黒質緻密部ドパミン神経細胞脱落を示すマウスモデルを確立する。本年度は同モデルマウス行動解析を行い、病理学的解析を追加して論文投稿する。

(3) α-Syn凝集を形成したオリゴデンドロサイトの神経保護効果に与える影響についてRNA-seqによる網羅的解析を行うとともに、これらの神経保護効果改善に有力視される候補薬について有効性を検証する。またMSA脳で見られるα-Syn凝集体の細胞モデルとして、より病態を強く反映するモデルの改良を試みる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Pathological Endogenous α-Synuclein Accumulation in Oligodendrocyte Precursor Cells Potentially Induces Inclusions in Multiple System Atrophy2018

    • 著者名/発表者名
      Kaji Seiji、Maki Takakuni、Kinoshita Hisanori、Uemura Norihito、Ayaki Takashi、Kawamoto Yasuhiro、Furuta Takahiro、Urushitani Makoto、Hasegawa Masato、Kinoshita Yusuke、Ono Yuichi、Mao Xiaobo、Quach Tran H.、Iwai Kazuhiro、Dawson Valina L.、Dawson Ted M.、Takahashi Ryosuke
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 10 ページ: 356~365

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2017.12.001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pericyte-derived bone morphogenetic protein 4 underlies white matter damage after chronic hypoperfusion2017

    • 著者名/発表者名
      Uemura Maiko T.、Ihara Masafumi、Maki Takakuni、Nakagomi Takayuki、Kaji Seiji、Uemura Kengo、Matsuyama Tomohiro、Kalaria Raj N.、Kinoshita Ayae、Takahashi Ryosuke
    • 雑誌名

      Brain Pathology

      ページ: 1-15

    • DOI

      10.1111/bpa.12523

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Zonisamide inhibits monoamine oxidase and enhances motor performance and social activity2017

    • 著者名/発表者名
      Uemura Maiko T.、Asano Takeshi、Hikawa Rie、Yamakado Hodaka、Takahashi Ryosuke
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 124 ページ: 25~32

    • DOI

      10.1016/j.neures.2017.05.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Human iPS cell-derived dopaminergic neurons function in a primate Parkinson’s disease model2017

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Tetsuhiro、Morizane Asuka、Doi Daisuke、Magotani Hiroaki、Onoe Hirotaka、Hayashi Takuya、Mizuma Hiroshi、Takara Sayuki、Takahashi Ryosuke、Inoue Haruhisa、Morita Satoshi、Yamamoto Michio、Okita Keisuke、Nakagawa Masato、Parmar Malin、Takahashi Jun
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 548 ページ: 592~596

    • DOI

      10.1038/nature23664

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] αシヌクレインの凝集・伝播と細胞死2017

    • 著者名/発表者名
      澤村正典、上村紀仁、高橋良輔
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 262 ページ: 585-589

  • [学会発表] Inoculation of alpha-synuclein fibrils into the mouse gastrointestinal tract induces Lewy-like pathology in the brain via the vagal nerve2017

    • 著者名/発表者名
      上村紀仁、八木寿梓、髙橋良輔
    • 学会等名
      第40回神経科学学会
  • [学会発表] The Possible Pathological Interaction Between Oligodendrocyte Precursor Cells and Multiple System Atrophy2017

    • 著者名/発表者名
      梶 誠兒、眞木崇州、上村紀仁、高橋良輔
    • 学会等名
      第40回神経科学学会
  • [学会発表] Lewy pathology is accelerated in α-Synuclein fibril inoculated α-Synuclein BAC transgenic mice2017

    • 著者名/発表者名
      奥田 真也、上村紀仁、山門穂高、高橋良輔
    • 学会等名
      第40回神経科学学会
  • [学会発表] αシヌクレイントランスジェニックマウスへのフィブリル脳内接種によるパーキンソン病モデル作製2017

    • 著者名/発表者名
      奥田 真也、上村紀仁、上村麻衣子、山門穂高、高橋良輔
    • 学会等名
      第11回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス
  • [学会発表] αシヌクレインの消化管から脳幹への伝播について2017

    • 著者名/発表者名
      上村紀仁、髙橋良輔
    • 学会等名
      第70回日本自律神経学会総会(JSNR 2017)
  • [学会発表] Inoculation of alpha-synuclein fibrils into the mouse gastrointestinal tract induces Lewy-like pathology in the brain via the vagal nerve2017

    • 著者名/発表者名
      Norihito Uemura, Maiko T Uemura, Hisashi Yagi, Ryosuke Takahashi
    • 学会等名
      WCN2017
    • 国際学会
  • [学会発表] A NOVEL MICE MODEL FOR PARKINSON’S DISEASE: FIBRIL-INOCULATED MUTANT α-SYNUCLEIN BAC TRANSGENIC MICE2017

    • 著者名/発表者名
      Shinya Okuda, Norihito Uemura, Maiko T Uemura, Hodaka Yamakado, Ryosuke Takahashi
    • 学会等名
      WCN2017
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝子改変とαシヌクレイン接種による新規パーキンソン病モデルマウスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      上村紀仁
    • 学会等名
      ConBio2017
  • [学会発表] ΑLPHA-SYNUCLEIN-INDUCED PATHOLOGY OF OLIGODENDROCYTES AND MULTIPLE SYSTEM ATROPHY2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Kaji, Takakuni Maki, Norihito Uemura, Ryosuke Takahashi
    • 学会等名
      The 2nd International Taiwanese Congress of Neurology
    • 国際学会
  • [学会発表] α-Synuclein Preformed Fibrils Induce Disruption of Myelin Basic Protein Expression in Primary Oligodendrocyte Culture Deciphering Glial Pathology in Multiple System Atrophy2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Kaji, Takakuni Maki, Norihito Uemura, Ryosuke Takahashi
    • 学会等名
      International Congress of Parkinson’s Disease and Movement Disorders
    • 国際学会
  • [学会発表] ELUCIDATING ALPHA-SYNUCLEIN PATHOLOGY OF MULTIPLE SYSTEM ATROPHY USING PRIMARY OLIGODENDROCYTE CULTURE2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Kaji, Takakuni Maki, Norihito Uemura, Ryosuke Takahashi
    • 学会等名
      WCN2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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