シヌクレインモデルの概要
α-シヌクレイン(α-synuclein; α-syn)は、パーキンソン病(PD)の黒質緻密部やその他の脳領域におけるレビー小体や神経突起に存在する主要な病原性タンパク質です。このパーキンソン病の動物モデルでは、M83トランスジェニックマウス[B6;C3-Tg( Prnp SNCA A53T )83Vle/J]の脳に、遺伝子組み換えヒトα--M83トランスジェニックマウス[B6;C3-Tg( Prnp SNCA A53T )83Vle/J]の脳内に、あらかじめ形成されたリコンビナントヒトα-シヌクレイン線維(PFF)を定位注入します。または、非トランスジェニックの野生型(B6-C3H)マウスの脳内に、リコンビナントマウスα-シヌクレインを注入します。
検証済みの注入部位は、前嗅覚核(AON)、線条体 +/- 上部大脳皮質、および内側前脳束(MFB)です。

AON注射

線条体およびその上部の皮質への注射

内側前脳束(MFB)注射
前嗅覚核(AON)への組換え前駆線維の定位注入後の、α-シヌクレイン病理の空間的広がりパターン。
前嗅覚核(AON) を標的とする根拠には、以下が含まれます 。
- ヒトのパーキンソン病において、α-シヌクレイン病理が最も早期に現れる部位のひとつである(Braakのステージ1)
- 辺縁系に関連する非運動症状(例えば、嗅覚低下/嗅覚喪失、睡眠障害)が広く見られ、パーキンソン病の初期症状である
- AONは、嗅球、扁桃体、嗅覚皮質への直接(1次)接続、および海馬や嗅内皮質などの高次接続を含む、同側および反対側の複数の脳領域に接続されています。これらの領域の多くは神経変性に対して非常に脆弱です。
線条体 +/- 皮質へのターゲティングの根拠には、以下が含まれます。
- これは、当初報告された注射部位です(Luk et al.,J. Exp.Med., 209: 975-986, 2011; doi: 10.1084/jem.20112457;Luk et al.,Science,338: 949-953, 2012; doi: 10.1126/science.1227157)
- 線条体のドーパミン作動性神経終末は、黒質にあるニューロンから発生します
- その上にある大脳皮質への注射は、脳内のα-シヌクレイン病理の範囲を増加させます
内側前脳束(MFB) を標的とする根拠には、以下のものがあります 。
- 黒質および腹側被蓋野に直接つながる神経線維であり、ヒトのパーキンソン病の毒素モデル(例えば、6-ヒドロキシドーパミン [6-OHDA])で標的にされることが多い
- 多くの他の脳領域からの投射の「ハブ」として機能し、それにより、遠く離れた脳領域へのα-シヌクレイン病理の広がりを促進する優れたシード位置として機能します
- このモデルでは、黒質におけるチロシン水酸化酵素陽性ドーパミン作動性ニューロンの損失と、それに伴う運動障害が起こります
このパーキンソン病の動物モデルの大きな利点は、以下を含むヒトの疾患の多くの側面を再現していることです。
- 明確な時空間パターンで再現性高く広がるα-シヌクレインが、神経細胞体および神経突起に広範なα-シヌクレイン病理を引き起こす
- 強い神経炎症(活性化ミクログリアおよび反応性アストロサイト)
- 神経フィラメント軽鎖(NfL;NF-L)の血中および脳脊髄液中のレベル上昇を伴う神経変性
- 測定可能な行動の変化(運動機能、睡眠など)
- 治療介入による疾患修飾が可能な
シヌクレインモデルの生成
シヌクレインPFF動物モデルの一般的な作成方法は以下の通りです。

弊社は M83 トランスジェニック(tg)マウスのライセンス供与を受けています。 弊社は前臨床神経科学 CRO として、Biospective 社内にこれらのトランスジェニックα-シヌクレインマウスの繁殖コロニーを確立し、維持しています。これにより、100匹以上の規模の研究を実施することが可能です。
この齧歯類モデルでは、M83+/-マウスを繁殖させ、8~12週齢まで飼育します。あるいは、8~12週齢の野生型(B6-C3H)マウスを使用します。その後、超音波処理したヒトαシヌクレインPFFを、標的領域に定位注入します。デジタル式の定位装置と自動マイクロインジェクターを使用することで、高い精度と正確性を実現しています。
この動物モデルは、ほぼ100%の成功率でシヌクレインPFFの播種が可能であり、再現性が高いです。
当社のシヌクレインマウスモデルで検証された測定値は
- 体重
- 臨床スコア
- 行動評価
- 運動機能テスト
- 睡眠分析
- MRIによる脳萎縮(プレゼンテーション「神経変性疾患モデルマウスにおける脳萎縮分析」でさらに詳しく)
- 血漿および脳脊髄液中のニューロフィラメント軽鎖の測定(リソース「パーキンソン病モデルにおけるニューロフィラメント軽鎖」をご覧ください)
- 免疫組織化学および多重免疫蛍光法(プレゼンテーション「パーキンソン病α-シヌクレインマウスモデルにおけるミクログリアの活性化」をご覧ください)

M83+/-マウスの前嗅覚核にα-シヌクレイン前駆体線維を片側的に定位注入した12週間後の同側(左)および反対側(右)の嗅球皮質のリン酸化α-シヌクレイン免疫組織化学染色。

M83+/-マウスの線条体およびその上の大脳皮質に、α-シヌクレイン前駆体線維(PFF)を片側から定位注入した後の、注入後12週目の同側(左)および反対側(右)線条体のリン酸化α-シヌクレイン免疫組織化学染色。
このモデルの特性評価、検証済みの測定、前臨床神経科学 CRO サービスについて、さらに詳しく知ることができます。