灌流型３次元血液脳関門モデルを用いた中枢神経保護薬の探求

利用灌注三维血脑屏障模型探索中枢神经保护药物

• 批准号: 21K09180
• 负责人: 出雲 剛
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09180/
• 关键词: blood brain barrier; drug repositioning; fasudil hydorochloride; pericyte; 血液脳関門; 3次元モデル; 中枢神経; 保護薬; blood brain barrier; drug repositioning; fasudil hydorochloride; pericyte; 血液脳関門; 3次元モデル; 中枢神経; 保護薬

本研究では血液脳関門（BBB）の基本構成単位である脳毛細血管内皮細胞、ペリサイト、及びアストロサイトといった、全ての細胞を組み合わせた複数の共培養in vitro BBBモデルを用いて、病態モデル（虚血、炎症、がん脳転移）を作製、また、灌流型の3次元BBBモデルを開発し、neurovascular unitにおける細胞間相互作用を検討することを第一の目標とした。さらに現在臨床の現場で使用されている薬剤がBBBに与える影響及びその作用機序の解明を行った。このメカニズムを解明することにより中枢神経疾患治療薬の開発、ひいては全く新しい創薬概念である「BBB保護薬」の開発を目的として研究を行ってきた。 令和４年度においては、まずは灌流型3次元血液脳関門モデルの作成に取り掛かり、長崎大学薬理学教室、ハンガリー科学院および米国ワシントン大学との共同研究を進めた。その成果は国際シンポジウムにて報告を行い、高い評価を得た。また、同時に進めていた2次元in vitro血液脳関門モデルの作成を行った。多孔質の半透膜をもつ立体培養皿を用い共培養モデルを作製した。液性因子のみの影響を受けるモデルと、内皮細胞とペリサイトまたはアストロサイトが接触できるモデルを作製し、更に3種類の細胞を同時に共培養したモデルも含め7種類のモデルを作製した。これらのモデルを用いて、塩酸ファスジルのBBB保護作用について明らかとして、この成果についても論文発表してきた。これらの成果については、すでに高い評価を受けることに成功している。

This study used multiple co-cultured in vitro BBB models that combine all cells, including brain capillary endothelial cells, pericytes, and astrocytes, which are the basic building blocks of the blood-brain barrier (BBB), to create pathological models (ischemia, inflammation, cancer brain metastasis), and developed a perfusion type 3D BBB model, and the primary goal was to investigate cell-cell interactions in神经血管单元。此外，阐明了目前在临床环境中使用的药物对BBB的影响以及作用机理的作用。通过阐明这种机制，我们进行了研究，目的是开发用于治疗中枢神经系统疾病的药物，并最终开发出一种称为“ BBB保护药物”的全新药物发现概念。 2022年，我们首次开始创建一种灌注3D血脑屏障模型，并与药理学系，长崎大学，匈牙利科学院和美国华盛顿大学进行了联合研究。结果是在国际研讨会上报告的，并受到了高度赞扬。我们还创建了一个同时进行的2D体外血脑屏障模型。使用带有多孔半透明膜的3D培养皿制备共培养模型。一个单独受体液因子影响的模型和一个允许内皮细胞和周细胞或星形胶质细胞接触的模型，并创建了七个不同的模型，包括模型，其中三种类型的细胞同时共培养。使用这些模型，我们还发表了有关该发现的论文，涉及盐酸Fasdil BBB的保护作用。这些结果已经受到高度赞扬。