2023 Fiscal Year Research-status Report
Discovery of novel nodal antibodies in the central nervous system demyelinating diseases and elucidation of the mechanisms through an optic nerve demyelination model
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23K14783
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
張 旭 国際医療福祉大学, トランスレーショナルニューロサイエンスリサーチセンター, 特任助教 (60892669)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 多発性硬化症 / 視神経脊髄炎 / 脱髄 / 中枢末梢連合脱髄症 / ランビエ絞輪 / 自己抗体 / 中枢神経 / 視神経 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中枢神経ノド抗体を探索するため、神経線維走行が一定でランビエ絞輪を同定しやすいマウス視神経を用いた組織免疫染色法を開発した。本方法で抗aquaporin 4 (AQP4)抗体や抗myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)抗体が陰性の中枢神経脱髄疾患で中枢神経ノド抗体のスクリーニングを行った。その結果、約1/3の症例で、視神経juxta-paranodeと反応する抗体を発見した。マウス視神経lysateを抗原として用いたウェスタンブロットでは、患者血清は120 kDaの蛋白と反応した。液体クロマトグラフィー・質量分析により責任抗原は、ATPase Na+/K+ transporting subunit alpha 2 (ATP1A2)及びalpha 3 (ATP1A3)に共通の細胞外ループと判明した。そこでATP1A3をトランスフェクトした細胞株を用いた、抗ATP1A3抗体測定のためのcell-based assay法を開発した。本法により抗AQP4抗体陰性・抗MOG抗体陰性の中枢神経脱髄疾患78例で抗ATP1A2/3抗体を測定したところ、中枢末梢連合脱髄症(combined central and peripheral demyelination, CCPD)の100%、視神経脊髄炎(neuromyelitis optica spectrum disorder, NMOSD)の80%、進行型多発性硬化症(multiple sclerosis, MS)の 39%、再発寛解型MSの13%で陽性だった。一方、健常対照やその他の神経疾患56例は、全例陰性だった。抗ATP1A2/3抗体陽性例の主病型は、若年発症のNMOSD/CCPD及び中年の進行型MSであり、これは中枢神経脱髄疾患における世界初の中枢神経ノド抗体の画期的な発見である。
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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
中枢神経新規中枢神経ノド抗体の探索においては、神経線維走行が一定でランビエ絞輪を同定しやすいマウス視神経を用いた組織免疫染色法を開発することに成功した（特許申請中）。この方法を用いた抗体のスクリーニングにより新規に中枢神経ノド抗体として抗ATP1A2/3抗体を発見した（特許申請中）。さらにこれらの抗体測定のgold standardとなるcell-based assayを開発した（特許申請中）。またATP1A2及びATP1A3のover-expression lysateを用いたウェスタンブロット(WB)法を開発した。これらの方法を用いて、抗ATP1A2/3抗体陽性例を24例同定し、その臨床像の特徴が、若年発症、高度の視神経障害、長大な脊髄病巣や長い視神経病巣、巨大な脳病巣を呈すること、末梢神経障害を合併しやすいこと、他の全身性の自己抗体や自己免疫疾患を合併しやすいことである等を解明した。また、病態モデルの作成では、患者血清IgGのマウス視神経へのin vivo反復注入法を開発し、抗ATP1A2/3抗体の受け身移入による脱髄病態の再現に成功したさらに、抗ATP1A2/3抗体陽性例のHLA遺伝子の次世代シークエンス解析により、検討した17例15例(88%)がHLA-DR4 (DRB1*04:05, 04:03, 04:06)を保有していることを見出した。これは日本人健常対照より有意に高い保有率であり、DR4がリスク遺伝子となっており、DR4が抗原呈示分子となっていることが示唆された。このように中枢神経ノド抗体アッセイ系の開発、新規中枢神経ノド抗体の発見とその測定法の開発、抗体陽性例の臨床像の解明等が順調に進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、(1) 視神経組織を用いた組織免疫染色法やウェスタンブロット法、cell-based assay法、液体クロマトグラフィー・質量分析法等により未同定の中枢神経ノド抗体・ノド抗原の探索をさらに進める。(2) 新規ノド抗体及び既知のノド抗体陽性患者血清IgGのマウス視神経へのin vivo反復注入法を開発したので、受け身移入によるマウス受動免疫モデルの作成を通じて病態機序を明らかにする。(3) 新規同定ノド抗原のリコンビナント蛋白を精製し、マウスを免疫して、能動免疫による動物モデルの作成を試みる。(4) 新規ノド抗体も含めてノド抗体陽性例のHLA遺伝子の次世代シークエンス解析を進め、抗体が陽性になるHLAリスクアリルを同定する。(5) さらに多数例での中枢神経ノド抗体測定を通じて、臨床像、画像所見、治療法と治療反応性、長期予後を明らかにする。これらは包括的な早期診断と適切な治療法選択を可能にする診療ガイドラインを作成するエビデンスを構築するために必要なデータとなるようにする。
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[Presentation] IgG2 autoantibody relates to IVIg response and onion bulb formation in LGI4+ autoimmune nodopathy2023
Author(s)
Xu Zhang, Jun-ichi Kira, Akira Yokote, Ayako Sakoda, Takayasu Mishima, Yoshio Tsuboi, Ryota Sato, Takashi Kanda, Hidenori Ogata, Noriko Isobe, Masaki Kobayashi, Kazuo Kitagawa, Yukihiro Namihira, Yusuke Ohya, Yuko Fukata, Masaki Fukata, Tomohiro Imamura, Guzailiayi Maimaitijiang, Yuri Nakamura
Organizer
第64回日本神経学会学術大会
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[Presentation] Exosome GJA1-29k is a blood marker for progressive multiple sclerosis reflecting glial inflammation2023
Author(s)
Guzailiayi Maimaitijiang, Jun-ichi Kira, Ayako Sakoda, Katsuhisa Masaki, Mitsuru Watanabe, Satoshi Nagata, Ezgi Ozdemir, Ryo Yamasaki, Noriko Isobe, Xu Zhang, Tomohiro Imamura, Yuri Nakamura
Organizer
第64回日本神経学会学術大会
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[Presentation] Serum glial fibrillary acidic protein is useful to predict multiple sclerosis disability progression2023
Author(s)
Jun-ichi Kira, Guzailiayi Maimaitijiang, Yuri Nakamura, Ayako Sakoda, Yoshie Yamato, Yuki Yanagihara, Yasutaka Iwanaga, Ken-ichiro Yamashita, Akira Yokote, Keiko Haro, Shozo Tobimatsu, Xu Zhang, Tomohiro Imamura
Organizer
第64回日本神経学会学術大会
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