研究報告：Class II Invariant Peptide (CLIP) 拮抗對5xFAD小鼠腦外膜CLIP+ B細胞、神経病理和神経行動損傷的長期影響

研究背景

外傷性脳損傷（TBI）は、毎年数百万人に影響を及ぼす重大な公衆衛生問題です。さらに重要なのは、TBIがアルツハイマー病（AD）の重要な危険因子であることです。多くの証拠が、適応免疫系のB細胞とT細胞がTBIとADの発病機構において重要な役割を果たしていることを示しています。以前の研究では、TBI後にB細胞と主要組織適合性複合体II類（MHCII）関連の不変鎖ペプチド（CLIP）陽性B細胞が増加することが発見されました。さらに、TBI後にCLIPとMHCII抗原提示溝の結合を抑制することが急性に脾臓CLIP+ B細胞を減少させ、神経保護作用をもたらすことが確認されました。この基礎の上で、本研究は、TBIの有無にかかわらず、CLIP拮抗剤（CAP）を使用して5xFADアルツハイマー病モデルマウスに長期的な影響を調査しました。

研究出所

この論文はJaclyn Iannucciらによって執筆され、研究チームはTexas A&M Universityの複数の部門から構成されています。部門にはNeuroscience and Experimental Therapeutics DepartmentやMedical Physiology Departmentが含まれます。本論文は2024年に《Journal of Neuroinflammation》に発表されました。

研究プロセス

研究対象は12週齢の雄性5xFADアルツハイマー病モデルマウスと野生型（WT）マウスです。各グループのマウスは、それぞれ偽手術または側方液体衝撃損傷（FPI）後30分でランダムに単回CLIP拮抗剤（CAP, 1 mg/kg）または車両対照処理を受けました。その後の6ヶ月間、フローサイトメトリー、組織病理学分析、磁気共鳴拡散テンソルイメージング、脳血管分析、および運動および神経行動機能評価などの複数の方法でマウスを分析しました。

実験手順と方法

1. フローサイトメトリー：硬膜を含む免疫細胞を採取し、特にCLIP+ B細胞の免疫細胞のタイプと数の変化を分析。
2. 組織病理学分析：免疫組織化学を使用して脳組織中の神経病理特徴、例えばβアミロイド斑およびCD74+細胞を詳細に分析。
3. 磁気共鳴拡散テンソルイメージング（MRI DTI）：脳の白質連結の変化を評価。
4. 脳血管分析：血管染色法を使用して脳血管の形態学的変化を評価。
5. 神経行動機能評価：運動機能を評価するDigigaitテスト、認知機能を評価する空間分離テスト（PST）およびBarnes迷路テスト、ならびに社会的相互作用および穴掘り行動テストを含む。

結果

病理評価

1. 免疫細胞分析

   • 9月齢の5xFADマウスは、同齢のWTマウスと比べて硬膜中に顕著に多くのCLIP+ B細胞を持っていました。CAP治療は、5xFADマウスにおいてCLIP+ B細胞の数およびB細胞上のCLIPの発現レベルを効果的に減少させました。
   • FPIはさらにCLIP+ B細胞の数を増加させませんでしたが、CAPのCLIP+ B細胞を減少させる能力を抑制しました。

2. 脳内CD74+細胞

   • 5xFADマウスの海馬において顕著に増加したCD74+細胞が観察されました。CAP治療はこれらの細胞の数を顕著に減少させ、特に歯状回領域でその効果が顕著でした。

3. βアミロイド斑の沈着

   • 5xFADマウスの海馬CA3領域においてβアミロイド斑の数がFPIによって増加しましたが、CAP治療はこの領域の斑の数を顕著に減少させました。

4. 小膠細胞

   • 5xFADマウスの海馬において小膠細胞の数が顕著に増加し、FPI後に特に減少しましたが、CAP治療は小膠細胞の数を回復させました。

5. 血管構造の変化

   • FPIは5xFADマウスの脳血管連結密度および血管長の減少を引き起こしましたが、CAP治療はこれらの状況を顕著に改善しました。

6. 脳連結組解析

   • MRI DTIは5xFADマウスの大脳皮質連結の変化を示しました。FPIはこれらの連結をさらに変化させましたが、CAP治療はこれらの変化をある程度回復させました。

行動評価

1. 運動機能

   • FPI後第1日に行われたDigigaitテストは、5xFADマウスの運動機能が損なわれ、立ち/揺れ比が増加することを示しましたが、CAP治療はこれらの急性運動機能欠損を改善しました。

2. 社会的相互作用および抑鬱関連行動

   • 社会的相互作用テストは、CAP治療が5xFADマウスの社会活動を増加させる一方、FPIがこの効果を減弱させることを示しました。
   • 穴掘り行動テストは、FPI後の5xFADマウスの穴掘り活動が減少する傾向があることを示しましたが、CAP治療はこの結果を顕著に変化させませんでした。

3. 認知機能

   • 空間分離テストは、5xFADマウスが新しいオブジェクトの認識において性能が低下し、硬膜中のCLIP+ B細胞の数と負の相関があることを発見しました。
   • Barnes迷路テストは、5xFADマウスが訓練の最初の4日間で逃避潜伏期間が顕著に増加し、CAP治療がこの結果を顕著に変化させないことを示しました。

結論

本研究は、CLIP拮抗が5xFADマウスに長期的な影響を与えるかどうかが、TBIの有無によって異なることを示しています。TBIがない場合、CLIP拮抗は硬膜中のCLIP+ B細胞と海馬中のCD74+細胞を減少させ、神経成長を促進し、神経行動機能を改善しました。一方、TBI後では、CLIP拮抗は硬膜CLIP+ B細胞の数に対する効果が減弱しましたが、それでもTBIによって引き起こされた神経病理変化を一部改善しました。総じて、この研究は、硬膜中のCLIP+ B細胞がAD病理の発展における病原媒介物質である可能性があり、この独自の免疫細胞群が将来的なAD治療の新たな標的となる可能性があることを示しています。