2020 Fiscal Year Research-status Report
A novel model of multiple sclerosis and multiple system atrophy that are differentially manifested by the time of abnormal protein expression
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20K20470
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
吉良 潤一 国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 教授 (40183305)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
立川 正憲 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (00401810)
松下 拓也 九州大学, 大学病院, 講師 (00533001)
山口 浩雄 九州大学, 大学病院, 特任講師 (00701830)
松瀬 大 九州大学, 医学研究院, 助教 (70596395)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 神経内科疾患 / 脱髄疾患 / 多系統萎縮症 / 多発性硬化症 / シヌクレイン / ミクログリア / コネキシン / オリゴデンドログリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①オリゴデンドログリア特異的ヒト変異αSyn A53T発現マウスを樹立し、Tet-offシステムによりαSyn A53T を8週齢から発現させると、運動失調や痙性麻痺を主体とし、脳幹から小脳白質、上位頚髄にかけて脱髄病変を呈する多系統萎縮症小脳失調型(MSA-C)の病像を示した。②変異α-synを発現させたMSA-Cマウスでは、リン酸化αSyn蓄積部位で髄鞘脱落が生じ、アストログリアが炎症性に活性化するとともにarginase-1陽性CSF-1R陽性ミクログリアが広汎に出現した。
③MSA-Cマウスでは髄鞘脱落部位を越えてより広範囲に早い時期からオリゴデンドログリアのconnexin (Cx)32とCx47、アストログリアのCx43とCx30が脱落し、グリア間のギャップ結合の破綻が起こっていた。④多数のMSA-Cの病理検討により初期病巣からオリゴデンドログリアCx32がランビエ絞輪部で脱落、次いでアストログリアCx43が失われ、進行期にはオリゴデンドログリア細胞体のCx47が喪失する一方、アストログリアCx43が発現亢進し、へミチャネル化することを見出した。⑤CSF-1R阻害薬を投与しCSF-1R陽性ミクログリアを死滅させると、むしろ障害進行が加速した。⑥MSA-Cモデルマウスの脳から単離したミクログリアのsingle cell RNA sequenceにより障害進行に関係しているミクログリアの集団を特定した。
以上よりリン酸化αSyn蓄積部位でオリゴデンドログリアのCx32が喪失することでランビエ絞輪の機能障害が生じるとともに、グリアのCxの脱落をトリガーとしてグリア炎症が生じると考えた。同時に防御反応としてarginase-1陽性の神経保護的ミクログリアも活性化されることが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年4月1日に研究代表者が、九州大学から国際医療福祉大学へ異動したため、2020年度は新しく研究室を立ちあげる必要があった。折しも新型コロナ感染症のパンデミックが起こったために、実験器具の納入が大幅に遅れた。そのため、計画通りに実験を進めることが困難だった。また、研究分担者の九州大学においても動物実験施設が一時使用できなくなり、動物の試料を得ることができなかった。これらの理由により実験の進捗はやや遅れた。この結果、多系統萎縮症小脳型の解析は順調に進捗したが、並行して一次進行型多発性硬化症(PPMS)モデルまでは十分に解析することができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
国際医療福祉大学での新しい研究室の立ち上げがほぼ完了したので、研究分担施設の九州大学とも定期的にリサーチミーティングを持ち、密に連携して共同研究を進めていく予定である。多系統萎縮症小脳型の初期病巣では、ヒトでの本研究で樹立したモデルマウスでも早期からランビエ絞輪部で、細胞外に放出されたカリウムイオンのバッファリングに関わるCx32が脱落し、ランビエ絞輪部機能が障害されることが示唆された。今後、さらにランビエ絞輪部に局在する蛋白の異常があるかを解析する。また治療として、α-synの凝集を抑える治療薬の投与を行う。CSF-1R陽性ミクログリアは神経保護的に作用していることがわかったので、ミクログリアの活性化を抑制するイグラチモドがCSF-1R陽性ミクログリアを障害せずに、神経障害性のミクログリアの活性化を抑えるかを培養細胞で検討し、MSA-Cモデルマウスで投与を試みる。より早期から変異α-synを発現させたモデルで一次進行型MS様の変化が見られるかについて臨床病理学的に検討を進める。
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| Causes of Carryover |
2020年4月1日に研究代表者が、九州大学から国際医療福祉大学へ異動したため、2020年度は新しく研究室を立ちあげる必要があった。しかし、新型コロナ感染症のパンデミックが起こったために、実験器具の納入が大幅に遅れた。さらに、研究分担者の九州大学においても動物実験施設が一時使用できなくなり、動物の試料を得ることができなかった。これらの理由により実験の進捗が遅れた。2021年度に実験に必要な機器や試薬類を購入し、研究員を雇用し、研究分担施設の九州大学とも定期的にリサーチミーティングを持ち、密に連携して共同研究を進める予定である。したがって、遅れている部分も含めて、年度内には研究計画の主要部分は完了する見込みである。
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