パーキンソン病（PD）は、世界中で数百万人に影響を及ぼす複雑な神経変性疾患である。様々な実験モデルがPDの異なる病態生理学的特徴を再現している。特定の研究課題に最適なモデルを選択することは、標的を絞ったPD治療法の開発を進める上で極めて重要である。 

疾患の様々な側面を研究するために、in vitroモデルとin vivoモデルの両方が構築されており、新規治療法の開発に向けた研究を可能にしている。 ここでは、InnoSerで採用されている最も一般的な前臨床研究用パーキンソン病モデルと受託研究サービス（CRO）の適用可能性と潜在的な限界について考察する。 

パーキンソン病のin vitroおよびex vivoモデル化

細胞レベルでは、主にα-シヌクレイン凝集体からなるレビー小体の細胞内形成が、パーキンソン病（PD）の特徴的な病理所見の一つである。 PDの最も有望なリード化合物の選択を促進する効率的な方法として機能する。  

神経細胞およびグリア細胞の培養は、創薬プロセスにおける基礎的な線形動態研究のための有用かつ費用対効果が高く迅速な手法である。InnoSerでは、不死化ヒトミクログリア細胞（HMC3）をα-シヌクレイン線維で処理すると、ミクログリア機能が調節され、食作用能が著しく増加することを確認した（図1A）。 同様に、ミクログリア細胞をグルタミン酸で処理すると細胞死が誘導され、これはパーキンソン病患者で頻繁に観察されるグルタミン酸誘発性興奮毒性を反映している（図1B）。神経炎症や活性酸素種（ROS）産生の解析など他のin vitroアッセイにより、試験化合物が特定の神経経路に及ぼすとされる治療効果をさらに調査することが可能である。  

脳スライス培養を用いたex vivo研究は、細胞株に内在する多くの課題を克服します。例えば中枢神経系の複雑な細胞組織を再現できる点が挙げられます。これにより研究者は、細胞株を超えた複雑な脳環境下における治療効果の可能性をさらに検証できます。当社では、パーキンソン病（PD）のex vivoモデルにおいて、生細胞イメージング、細胞間相互作用、神経炎症および神経保護作用の解析、ならびに脱髄・再髄鞘化の分析を含む、柔軟な研究オプションと評価指標を提供しています。  

FIGURE 1. Modelling Parkinson’s disease in vitro. (A) Treating microglial cells (HMC3 cell line) with alpha-synuclein fibrils modulates microglial function by significantly increasing the phagocytic capacity (*P<0.05; ****P<0.0001). (B) Treating HMC3 cells with glutamate induces microglial cell death, reflective of glutamate-induced excitotoxicity frequently observed in PD patients. Microglial cell death was assessed by MTT.  

図3. MPTP投与は NLRP3 黒質におけるNLRP3炎症小体の活性化を引き起こすを検出する蛍光免疫組織化学（IHC）により確認された。 Iba1 シグナル （赤）は増加 ミクログリア増生。 Asc シグナル (緑色)染色は NLRP3炎症アソ活性化. Asc シグナルが共局在するs Iba1陽性ミクログリアと (オーバーレイ). 核（青）はDAPIにより検出された。  

α-シヌクレインの形成と拡散のモデル化：α-シヌクレインモデル（トランスジェニックモデルまたはシードモデル） α-シヌクレインの形成と拡散のモデル化：α-シヌクレインモデル（トランスジェニックまたはシードモデル） 

α-シヌクレインはパーキンソン病（PD）の病態に関与する主要なタンパク質であり、異常な凝集体を形成して細胞内封入体（レビー小体）として沈着する。レビー小体は神経細胞の機能障害と神経変性を引き起こす。したがって、α-シヌクレイン病理を再現するモデル（過剰発現またはシード法による）は貴重な研究ツールである。 

トランスジェニックα-シヌクレインモデル  

InnoSer社のトランスジェニックα-シヌクレインモデルは、ヒトα-シヌクレイン遺伝子を過剰発現させ、レビー小体の形成とパーキンソン病様症状の発症を再現する。 これらのモデルは、パーキンソン病の病態におけるα-シヌクレインの役割を研究し、α-シヌクレイン凝集を標的とする潜在的な治療法を検証するのに有用である。また、神経炎症や神経変性など、α-シヌクレイン病理に続く下流の影響を研究するためにも利用できる。 

α-シヌクレインモデルの作成 α-シヌクレインのモデルへの導入 

最近の証拠は、パーキンソン病（PD）とα-シヌクレイン病理の進行が黒質（SN）領域に限定されないこと、およびレビー小体の連続的な形成が異なる脳領域で認められることを示している。InnoSerのα-シヌクレインシードモデルは、研究者がα-シヌクレイン病理の拡散を研究できる迅速なモデルである。  

このモデルでは、組換えα-シヌクレイン線維またはパーキンソン病患者の脳抽出物をトランスジェニックマウスまたは野生型マウスの脳に注入し、レビー小体の形成を誘導する。α-シヌクレインシードモデルは、α-シヌクレイン病理が異なる脳領域へ広がる過程や、新規標的治療薬によるその抑制可能性を調査するのに特に有用である。  

パーキンソン病（PD）の細胞内・細胞間経路のモデル化：GBAモデルとLRRK2（MIJFF）モデル GBAモデルとLRRK2（MIJFF）モデル 

GBAおよびLRRK2モデル GBAおよびLRRK2モデル 

グルコセレブロシダーゼ（GBA）およびロイシンリッチリピートキナーゼ2（LRRK2）遺伝子の変異は、パーキンソン病（PD）の発症リスク増加と関連している。PD関連変異を有するGBAおよびLRRK2を発現するマウスモデルは、影響を受けるタンパク質によって制御される下流および上流経路を標的とする標的関与研究にとって魅力的なモデルである。  

GBAモデルは、異なるGBA変異がパーキンソン病（PD）の発症に及ぼす影響や、PDに関与するGBA変異間の相互作用を調査するためにも利用可能です。当研究室では、GBAマウスモデルにおける酵素補充療法（ERT）を含む新規治療法の検証を目的とした、反復的または慢性的な脳室内注入について豊富な経験を有しています。 

同様に、LRRK2の阻害はパーキンソン病（PD）の治療戦略としてますます追求されている。LRRK2-G2019SやLRRK2-R1441Cなどの変異型LRRK2遺伝子を過剰発現するマウスモデルは、LRRK2関連経路を標的とする潜在的な治療法の検証に有用である。 

要点  

当社が継続的に進める新規in vitroおよびin vivoモデルの研究開発により、パーキンソン病（PD）の根本的なメカニズムの解明を目指し、ひいては産業界のイノベーターが、この壊滅的な疾患を治療および／または治癒させる効果的な治療法を開発する一助となることを目指しています。  

臨床的成功の鍵は、徹底した前臨床研究と、慎重に選定された評価指標による関連性が高く実用化可能な結果の創出にあります。InnoSerの神経学専門家チームは、お客様の特定のニーズと目標を満たす最適なモデル選定と評価指標のカスタマイズについて、豊富な知識と設備を駆使してご相談に応じます。