2016 Fiscal Year Research-status Report
Is viral infection involved in ALS onset?
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16K08812
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
福士 雅也 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 助教 (50313515)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川上 秀史 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (70253060)
外丸 祐介 広島大学, 自然科学研究支援開発センター, 教授 (90309352)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ウイルス感染 / 筋萎縮性側索硬化症(ALS) / 病原体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「ウイルス感染は筋萎縮性側索硬化症（ALS)の発症に関与するか？」と題して、研究を進めている。筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、運動ニューロン（運動の指令を大脳から筋肉まで伝える神経）が選択的に変性・脱落する疾患で、筋肉が動かなくなり、発症から２～５年で呼吸筋麻痺により死亡する。現在、日本では約８３００人の患者がいるものの、有効な治療法がないことから、発症メカニズムの解明および治療法の開発が望まれている。
我々は、これまでに、家族性に発症した４家系７人のALS 患者の解析から、オプチニューリン(Optineurin)が原因遺伝子であることを報告した(Nature, 2010)。また、オプチニューリンが、インターフェロン・ベータ（IFNb：ウイルス感染時、宿主から産生される抗ウイルス因子。自然免疫の中心的な役割を担う）の産生を調節する転写因子IRF-3 と相互作用することを報告した(Neuroscience Letters, 2011)。
これらの結果を基に、本研究では、①培養細胞株での、オプチニューリン過剰発現および発現低下時、ウイルス感染させた場合のインターフェロン産生を検討した。②オプチニューリン・ノックアウトマウスへウイルス感染させ、マウス生存率を検討した。③オプチニューリン変異ALS患者由来の細胞へウイルス感染させた時のインターフェロン産生を検討した。
当該年度（平成２８年度）は、オプチニューリン・ノックアウトマウスへのウイルス感染を行った。その結果、用いた２種類のウイルスの両方で、オプチニューリン・ノックアウトマウスの方がコントロールの野生型マウスより生存率が優位に高かった。また、グラム陰性菌を感染させたところ、オプチニューリン・ノックアウトマウスの方がコントロールの野生型マウスより生存率が優位に高かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度（平成２８年度）は、オプチニューリン・ノックアウトマウスへの病原体感染実験を中心に行った。用いた病原体は、ウイルス２種類、グラム陰性菌１種類である。一般的に、マウス感染実験は、信頼性のあるデータを得るためにマウス１群を８～１０匹とし、雌雄を決めて行う。当該研究では、「本遺伝子操作マウスは不妊あるいは少産ではないか？」「雌雄どちらがいいのか？」、「コントロール群とする野生型マウスは同腹マウスでなくてはならないのか、あるいは購入するマウスでも比較可能か？」、「マウス週齢はどのくらいがいいのか？」など、実験開始前には予想できない不確定なファクターが幾つか存在した。このため、感染実験に必要なマウス数を確保するため、以下の２つの方法を並行して進めた。
①同腹マウスでノックアウトマウスと野生型マウスを同時に揃えることができるように、体外受精並びに受精卵移植を行い、マウス数を確保することにした。
②複数の雌雄カップルから自然交配で自家繁殖させてマウスを得た。
①②を同時に進めた結果、自然交配の自家繁殖でマウス数を確保できること、また、野生型マウスは購入したものでも対応できることが判った。
遺伝子改変マウスを用いる場合、遺伝子操作したことにより、遺伝子改変マウスの数が十分にそろわないなどの実験開始前には予想できないハプニングが起こりうるが、本研究で用いるオプチニューリン・ノックアウトマウスは、大きなトラブルもなく、マウス感染実験が行えることが判った。また、３種類の病原体について、マウス感染実験を行い、結果が得られていることから、実験の進捗区分は“おおむね順調に進展している”と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度（平成２８年度）は、オプチニューリン・ノックアウトマウスへの病原体の感染実験を行った。用いた病原体は、ウイルス２種類、グラム陰性菌１種類である。その結果、３種類全ての病原体感染で、オプチニューリン・ノックアウトマウスの方がコントロールの野生型マウスより生存率が優位に高かった。
生存率が高い理由として、マウス体内の病原体量が少ないのではないかと推測している。このため、今後、マウス体内の病原体量について検討する。
また、これまでの培養細胞での実験より、病原体感染により、インターフェロン・ベータの産生が上昇していた。ウイルス感染では、インターフェロン・ベータはウイルス増殖を抑制する働きをする。このため、オプチニューリン・ノックアウトマウスにおいて病原体が減っている理由として、インターフェロン・ベータが増加しているのではないかと予想しており、この点を今後明らかにする。
さらに、ALS患者細胞を入手し、ウイルス感染時のインターフェロン・ベータ産生の検討を予定している。
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| Causes of Carryover |
当初見積もっていたよりも使用するマウス数を少なく抑えることができた。その理由として、実験開始前は、「本遺伝子操作マウスは不妊あるいは少産ではないか？」「雌雄どちらがいいのか？」、「コントロール群とする野生型マウスは同腹マウスでなくてはならないのか、あるいは購入するマウスでも比較可能か？」、「マウス週齢はどのくらいがいいのか？」など、実際に実験を開始してみなくてはわからない不確定要素があった。このため、多めにマウス数を見積もっていた。しかし、実際には、大きなトラブルなく実験が進めることができた。この結果、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
生じた次年度使用額は、野生型マウスの購入、ならびにマウス繁殖にかかる費用に充てる。本年度も、あらかじめ前述の項目の予算を見積もっている。しかし、今後行う予定の、マウス体内での病原体量の検討、感染時のインターフェロン量の検討などが、その程度順調にいくかは行ってみないとわからない。このため、マウス関連費用として用いる予定である。
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Research Products
(1 results)
