2021/10/12
国立研究开発法人量子科学技术研究开発机构
庆应义塾大学医学部
国立研究开発法人日本医疗研究开発机构
国立研究开発法人量子科学技术研究开発机构（理事長 平野俊夫。以下「量研」という。）量子生命?医学部門量子医科学研究所脳機能イメージング研究部（樋口 真人 部長兼グループリーダー、下條雅文 主任研究員）、米国スクリプス研究所、庆应义塾大学医学部内科学教室（神経）は、神経回路の活動異常を正確に捉えることに加え、認知症病因物質蓄積の最初期を、生きている動物の脳において画像化できる革新的な技術を開発しました。
动物の脳机能は、神経细胞が复雑に配线された回路において情报が适切に処理されることにより成り立っています。また、多くのヒト精神?神経疾患で観察される认知机能の低下は、特定の回路における発达异常や机能障害が主要な原因となっていることが指摘されています。例えば、代表的な认知症であるアルツハイマー病では、病因物质の一つと考えられるタウタンパク质が疾患の初期から互いにくっつき合って记忆を司る海马に蓄积し、海马につながる回路が活动异常をきたして脳机能が破绽することが指摘されています。しかしながら、こうした神経回路の构造や活动を画像化したり、病因タンパク质の蓄积の最初期を动物脳に伤をつけずに可视化したりすることは技术的に难しく、现在に至るまで実现していませんでした。
そこで本研究では、「脳内レポーター」と呼ばれる动物の生体には存在しない目印を特定の回路を构成する细胞に导入し、この脳内レポーターに対して选択的に结合するイメージング剤を静脉注射することで、回路の活动状态をポジトロン断层撮像法(笔贰罢)により画像化する技术を世界に先駆けて开発しました。また、脳内レポーターを２つのパーツに分け、それぞれのパーツをタウタンパク质につなげて脳内に発现させることで、タウタンパク质がくっつき合った时のみ脳内レポーターのパーツもつながって完成形になり、笔贰罢で画像化できるように工夫を凝らしました。この工夫によって、これまでは検出することが非常に难しかったタウタンパク质蓄积の最初期を高感度に可视化することにも成功しました。
本技术は上记のように、疾患モデル动物脳における回路のつながりや活动の异常を正确に検知し、脳に障害をもたらす病因タンパク质の蓄积をいち早く検出するなど、病态のさまざまな段阶を捉えるツールとなりえます。认知症モデル动物のみならず、脳発达障害モデル动物で见られるような回路形成不全の可视化にも利用可能です。さらに治疗薬が回路异常を修復する効果や、异常タンパク蓄积を抑制する効果の评価にも応用が见込まれ、脳疾患の治疗法开発に役立つことが期待されます。
本研究は、JST戦略的創造研究推進事業 CREST「記憶構造を解明する新しい光操作?画像法の開発」（JPMJCR1652）、日本医療研究開発機構（AMED）「革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト」(JP19dm0207072）、日本医療研究開発機構（AMED）「脳科学研究戦略推進プログラム」(JP19dm0107146)、MEXT/JSPS科研費(18H04752 18K07777)における成果を一部活用したもので、「EMBO Journal」(Impact Factor 11.598)のオンライン版に2021年10月12日（火）19：00(日本時間）に掲載されます。
プレスリリース全文は、以下をご覧下さい。