顕微鏡解析と数値流体力学による水頭症の原因解明に向けたモンロー孔付近の流体解析

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本研究課題の目的は、脳室内の流体解析と数値流体力学を用いて水頭症の原因を解明する事である。現在まで、脳室に存在する繊毛の運動不全によって水頭症の症状が現れることが報告されているが、なぜ繊毛運動の異常が水頭症を引き起こすかは謎であった。しかし、申請者によるこれまでの研究により、この水頭症の原因が側脳室と第３脳室を繋ぐモンロー孔近傍の流れであるという可能性を見出している。今年度は主に側脳室と第3脳室における抗アセチル化チューブリン抗体と抗DNAH1抗体を用いて間接蛍光抗体法による免疫染色を行い、野生型マウスとDpcdノックアウトマウスのそれぞれの脳組織における両者のタンパク質レベルでの発現量を解析した。その結果、側脳室と第3脳室の繊毛にDNAH1が局在していることが分かり、さらにDpcdノックアウトマウスの側脳室ではDNAH1の蛍光が弱くなることが分かった。野生型マウスとDpcdノックアウトマウスの両者でDNAH1の蛍光強度を定量的に解析したところDpcdノックアウトマウスではDNAH1の蛍光強度が野生型マウスと比べおおよそ半分に減少していることが分かった。しかし、第3脳室では約5％ほどDpcdノックアウトマウスの方が蛍光強度が増加していることが分かった。この結果から、脳室ごとにダイニン重鎖の繊毛における発現量に違いがあることが分かった。水頭症は主に側脳室が肥大し、第3脳室ではあまり変化が見られないことから、ダイニン重鎖の発現量が関与している可能性が考えられる。また、クライオ電子線トモグラフィー法による脳室繊毛の構造解析を開始しており、すでに野生型の傾斜像の撮影に成功しており、今後の研究の進展が期待される。