アルツハイマー病の血管からの投与による遺伝子治療実験に成功 |
アルツハイマー病の血管からの投与による遺伝子治療実験に成功
-簡便な方法でアルツハイマー病予防となる潜在力をもつ- ( 理化学研究所)
http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2013/130318/detail.html
図1. 新規に開発したウイルスベクターをマウスの血管内に投与した後、
脳内でのネプリライシの発現を観察した様子
野生型マウス(a)脳内のネプリライシンの発現(緑色のシグナル)はネプリライシンを欠損したマウス(b)では消失しているが、このマウスに新規開発ベクターを血管から投与して遺伝子導入すると脳内の広範囲に渡ってネプリライシンが発現した。
図1. 新規に開発したウイルスベクターをマウスの血管内に投与した後、
脳内でのネプリライシの発現を観察した様子
野生型マウス(a)脳内のネプリライシンの発現(緑色のシグナル)はネプリライシンを欠損したマウス(b)では消失しているが、このマウスに新規開発ベクターを血管から投与して遺伝子導入すると脳内の広範囲に渡ってネプリライシンが発現した。
図2. 新規開発ベクター血管内投与後の末梢組織でのネプリライシンの発現
上段は野生型マウスの末梢組織でのネプリライシンの発現(緑色)。
下段はネプリライシン欠損マウスに新規開発ベクターを血管内投与した後のネプリライシンの発現(図1cと同一のマウス)。新規開発ベクターでネプリライシン遺伝子を導入しても、末梢組織では発現せず、脳内だけで発現する(図1)することが分かる。
図3. アルツハイマー病遺伝子治療実験の概要
今回の実験では、(1)アルツハイマー病モデルマウス群(未処置)、(2)アルツハイマー病モデルマウ ス不活性型ネプリライシン遺伝子導入群、(3)アルツハイマー病モデルマウス活性型ネプリライシン遺伝子導入群、(4)野生型(正常)マウス群の4つのグ ループに分けて、空間学習・記憶能力を評価するモーリス水迷路試験とアミロイド蓄積を評価するPETによる観察を行った。ただし、(1)群についてはすで に過去の研究によりアミロイドが蓄積することが分かっているので、モーリス水迷路試験のみ行った。
その結果、(2)群は、(1)群と同様にアミロイドの蓄積が起こり、学習・記憶障害の改善は見られなかった。一方(3)群は、アミロイド蓄積が(1)(2)群に比べて減少し、学習・記憶障害も(4)群と同じレベルまで回復することが分かった。
図4 空間学習・記憶能力に対する遺伝子治療効果
学習・記憶能力が障害を受けたアルツハイマー病(AD)モデルマウスに新規開発ウイルスベクターを血管 内に投与し、モーリス水迷路試験で認知機能を解析したところ、活性型のネプリライシン遺伝子を導入したADモデルマウスの認知機能が野生型マウスのレベル まで回復した。プラットフォームへの到達時間が短いほど、学習・記憶能力が高いことを示す。
図5 遺伝子治療を行ったアルツハイマー病モデルマウス脳内の脳内アミロイド蓄積の
アミロイドイメージングを用いた評価
左図:イメージング画像 右図: 左図の画像シグナルを定量化したグラフ 活性型ネプリライシン遺伝子を導入したマウス(遺伝子治療群)では、アミロイドの集積が50%まで減少しているのが分かる。
図6 遺伝子治療を行ったアルツハイマー病モデルマウスの
脳内のネプリライシン活性の増強とアミロイド蓄積抑制
マウスから脳を摘出し生化学的および病理組織学的解析を行ったところ、活性型ネプリライシン遺伝子を導入したマウス(遺伝子治療群)では、脳内(海馬および大脳皮質)のネプリライシン活性は1.5倍に上昇し、アミロイドの集積も35%減少しているのが分かる。
図7 遺伝子治療を行ったアルツハイマー病モデルマウス脳内のAβオリゴマーの減少
ウエスタンブロット法を用いて摘出したマウスの脳を解析したところ、神経毒性の強いAβオリゴマー(重合体)の量が対照群に比較して遺伝子治療群で20%は減少しているのが明らかになった。
アルツハイマー治療の道が開けて喜ばしい。