進行性核上性麻痺（PSP)のバイオマーカー開発
鳥取大学医学部医学科
脳神経医科学講座脳神経学内科分野
講師 瀧川 洋史
2024年3月5日
1

進行性核上性麻痺 （progressive supranuclear palsy：PSP）
Ø Steele，Richardson，Olszewski博士によって報告された（1963年）．
Ø 50歳以上で発症し，核上性注視麻痺，頸部・躯幹の筋強剛，易転倒性，認知症を認めるパーキンソン症候群のひとつ．
Ø 多彩な臨床像を呈することが明らかとなってきている．
Ø 確定診断は病理学的な検索による
ü 神経細胞の変性・脱落，組織の粗鬆化，グリアやグリア線維の増殖 ．
ü 脳内へのタウタンパクが蓄積．
前頭葉（PSP）
ü タウ封入体である tuft-shaped astrocyte（房状星細胞）出現．
Ø 根治療法はなく，対症療法による治療が行われている．
Ø 指定難病（特定疾患）対象に認定（2003年）．
Ø 介護保険特定疾病に指定（2006年）．

リン酸化タウ免疫染色鳥取大学
足立 正先生，佐桒真悠子先生，鈴木有紀先生

2

PSPの経過

罹病期間：5〜9年
神経臨床研究湯浅班・班員施設において病理診断された17例

3

PSPの疫学
Ø 鳥取県米子市での疫学調査
ü パーキンソン病よりやや高齢で，60歳以降の発症が多い．
ü 原則として遺伝はしないと考えられている．
ü 推定患者数：約22000人
報告者
（報告年）

調査年

Kawashima
1999-2002年（ 2004）
Takigawa（ 2016）

2009-2014年

患者数（男 /女）

発症年齢
（歳）

有病率
(/10万人 )全国訂正
有病率(/10万人 )8 (6/2)71.4± 6.6

5.82

5.03

20 （7/13） 73.6± 7.0

17.90

17.26

https://www.city.yonago.lg.jp/33693.htm

Ø 法医解剖が行われた998例を対象に検討したところ29例（男性11例）においてNINDSPSPの病理診断基準を満たした（全例中2.9%，60歳以上中4.6%）．
Ø 全ての症例で生前にはPSPの診断は受けておらず，日常生活能力は維持されていた．
Ø 14例（48.3%）では認知症，11例（37.9%）では抑うつ，16例（55.2%）では歩行障害を呈していた．
Ø 転倒などによる事故死例16例，自殺例11例はPSP病理との関連が疑われた．
（Yoshida K, 2017）

潜在的なPSP症例はより多い
4症候学：PSPはパーキンソン症候群のひとつ
パーキンソン病（PD）
ü 1817年に英国のJames Parkinson博士により初めて記載された．
ü 主に50歳以降に発症し，ゆっくり進行する．
ü 4大徴候（振戦，無動，筋強剛，姿勢反射障害）
ü 原因不明，脳の一部の神経細胞が変性・脱落する．
ü 一般に遺伝性は認めない（約5％：常染色体優性or劣性遺伝性）．
パーキンソン症候群（PS）はPDの類縁疾患
大脳皮質基
PSPはPSのひとつ．
底核変性症
進行性核多系統萎縮症

上性麻痺
一次性その他

振戦筋固縮その他二次性無動

姿勢反射障害【パーキンソン病の 4大兆候】

パーキンソン病
パーキンソン病

正常圧水頭症

レビー小体病

血管性中毒

薬剤性【パーキンソン症候群】
安静時振戦，筋強剛，無動，姿勢反射障害のうち 2つ以上の症状があるのもの総称

5生化学：PSPはタウオパチーのひとつØ 神経変性疾患の多くは，タンパクの構造（コンフォメーション）の異常が発症メカニズムに起因している．
Ø PSPは神経変性疾患のひとつであり，神経細胞内，グリア細胞内にタウタンパクが蓄積するタウオパチーに分類される．
Ø タウタンパク
微小管結合蛋白細胞の安定化に関与

神経変性疾患と異常タンパク質蓄積するタンパク

疾患名

病理所見

PSP

tuftedastrocyte

CBD

astrocytic
plaque

3リピート

Pick病

Pick body

3+4リピート

アルツハイマー病

NFT,dystrophicneurite

パーキンソン病

Lewy body

レビー小体型認知症

Lewy body

αシヌクレイ

多系統萎縮症

glial
cytoplasmicinclusion

TDP-43

筋萎縮性側索硬化症

skein, roundinclusion

アミロイド

アルツハイマー病

senile plaqueポリグルタミン

ポリグルタミン病（ハンチントン病など）

polyglutamine

4リピート
タウ

タウタンパクの 6アイソフォーム

https://www.igakuken.or.jp/topics/2021/0913_1.html

6PSP-RSと7つの異型PSP症候群
臨症亜型

臨床的な特徴PSP-RS

古典的PSP（Richardson症候群）

PSP-P

パーキンソン病型

PSP-PGF

純粋無動症型

PSP-F

前頭葉認知症を主徴とした型

PSP-OM

眼球運動障害を主徴とした型

PSP-SL

言語障害を主徴とした型

PSP-CBS大脳皮質基底核変性症型

PSP-IP

姿勢保持障害を主徴とした型(Höglinger et al, Mov Disord, 2017 )7

PSPの考え方の変遷（下畑享良）

8

PSPの臨床診断と病理診断の解離臨床診断PSPの病理診断

vasoculopathy
1DLB 1
mixed 15(1%)
(1%)
(8%)

ALS 3 (2%)
CJD 2 (1%)
VaD 4 (2%)

AD 5 (3%)

Others 4(2%)(n = 180)

DLB 6 (3%)

MSA 7 (4%)

CBD 12 (7%)

病理診断PSPの臨床診断

PSP 137(76%)(Josephs KA, 2003)

others 5(3%)

MND 1
CBS 3 (1%)(2%)(n = 182)

MSA 3(2%)
Demensia 4(2%)
Parkinsonism
4(2%)
FTD 6(3%) AD 7(4%)

PSP 114(63%)
PD 18(10%)(Respondek G, 2017)9臨床診断基準の感度・特異度（n = 129）
感 度（%）

特異度（%）NINDS-SPSP

45.590.5

MDS87.960.3NINDS-SPSP

71.2

60.3

MDS

98.4

22.2

初診時最終受診時（Ali F, 2019）

NINDS-SPSP診断基準：
1996年に作成されたが，主に RSをターゲットととした基準であり十分ではなかった．
MDS診断基準：2017年に作成された診断基準で，PSPをより広く拾い上げることはできるが，特異度が低い．
10

神経変性疾患における疾患修飾薬の開発
Ø 神経変性疾患領域においては，疾患修飾薬の開発が進められている．
Ø PSPにおいても複数の治験が実施されているが，臨床的効果を示す薬剤の開発には至っていない．
Ø 薬剤開発を困難としている要因として発症早期からの臨床診断が不確実である点，薬剤導入時期が遅い点が指摘されている．
Ø 代表的な神経変性疾患であるパーキンソン病では，運動症状が出現した時点において主たる病巣である中脳黒質において約50%の神経細胞が変性していることが示されており，発症早期における確実な臨床診断，薬剤の導入が，疾患修飾薬の開発には必要不可欠である．
パーキンソン病の診断前駆期【バイオマーカー探索の意義】
障害の程度• 発症早期における臨床診断• 疾患の進行・治療効果判定• 治験へのリクルート• 病態の解明→新たな治療戦略

合併症

50%のドパミン
神経細胞死
運動症状

非運動症状

期間（年）

(Kalia LV, 2015)11従来技術とその問題点
PSPの臨床診断は，臨床症候，画像検査，臨床経過，薬剤への反応性などによって⾏われるが，多彩な臨床像のために感度・特異度が低い
発症早期からの診断が困難等の問題があり，⼗分な臨床診断基準とされるにるまでには⾄っていない。
12

質量分析による網羅的解析（CSF）-1
Ø 探索研究ü SELDI-TOF-MAS• 探索研究１：PSP 8例，CTL 8例（219 peaks → 24 peaks）• 探索研究２：PSP 6例，PD 6例，CTL 6例（24 peaks → 1 peak）
ü LC-MS/MS• Chromogranin B (CHGB)の一部（bCHGB_6255）
Ø CHGBは，神経細胞に広く分布する酸性可溶性分子であり，神経分泌タンパクのひとつである．
Ø 神経疾患の関連が報告されている．
ü 家族性筋萎縮性側索硬化症：遺伝子多型と発症時期
ü 統合失調症：CSF中 CHGB低値や遺伝子多型と疾患感受性
ü 多発性硬化症：病初期に増加し，病期の進行とともに減少
Ø CHGBを含めた chromogranin遺伝子族においては，様々なペプチドが切り出され，糖代謝やホルモン産生，免疫系などに独自の生理活性を発揮する .
APSP

B35bar:SD30[Chromogranin gene family]cleavagebCHG(gain biological activity)• glucose metabolism• hormone production• immunological function,etc.
(a.a. 500-530)

CHGB

25PD

2015*10CTL(a.a. 657)

50CTLPDPSPbCHGB_6255

13160＊120100806040200PSPPD

CBSCTLANOVA, post hoc,
*p <0.05 : PSP vs PD, CBS vs control
14CHGB/bCHGB_6255

CHGB (ng/mL)

140

True positive (sensitivity)

CSFのCHGBをELISA法で測定1.00.8
0.6
0.4
0.2
000.2

0.4

0.6

0.8

1.0

False positive (1-specificity)
統計学的な有意差は認めたが，感度 /特異度は低い．

*

12

CHGB/bCHGB_6255は PSP臨床診断に有用なバイオマーカとなるか？
→bCHGB_6255の同定・測定系確立が必要

10
864
20

Kruskal-Wallis test
*p = 0.0095, vs PD and CTL

CTLPDPSP14質量分析による網羅的解析（CSF）-2
Ø ショットガンプロテオミクス
ü 探索研究：PSP 4例，PD 4例，CTL 4例（879 peaks）
ü PSPに特異的な変化：CHGBを含めた36 peaksØ パスウェイエンリッチメント解析
ü 36種類の候補タンパク質の中から特定のカスケードに関連している分子を認めた．

●PRNP

NCAM1 interactions●

パスウェイ遺伝子

Extracellular matrixorganization

TTR/COL6A1/COL2A1/PCOL
CE/APP/DCN/HTRA1/DAG1

ECM proteoglycans

COL6A1/COL2A1/APP/DCN/
DAG1

Post-translational
proteinphosphorylation

SERPIND1/APP/SCG3/CHGB

NCAM1 interactions

COL6A1/COL2A1/PRNP

COL6A1

細胞外マトリックス●

COL2A1
●size

● 3●

●TTR●

●568

Extracellular matrix organization ECM proteoglycans●PCOLCEタンパク
リン酸化APP●●●DCNCHGBDAG1●●●Regulationof Insulin−like Growth Factor (IGF) transport and uptake by Insulin−like Growth Factor Binding
HTRA1
Post−translational protein phosphorylation●

SERPIND1
●

SCG3
●

15

アミロイド前期タンパク質Ø APPは細胞膜貫通型の糖タンパクであり，アルツハイマー病（AD）発症との関連が指摘されている．
Ø APPが β部位で切断されると，続いてγ部位で切断されて神経毒性を持つ Aβが産生される．
Ø APPが α部位とγ部位で切断された場合，非病原的なp3ペプチドが産生される．
Ø APPには 3種類の異なるスプライシングバリアント，APP695，APP751，APP770が存在する．
Ø APPは複雑な代謝経路を持ち複数のバリアントが存在する．
．
PSPPD
CTL
140
120
10080

https://www.riken.jp/press/2012/20121011_2/index.html

6040
200

Amyloid-beta A4 protein
16

APP-variant検証研究1. 脳脊髄液を対象に 10% SDS-PAGEにて電気泳動を行い，APP-N-terminalantibodyにてWestern blottingを行った．
2. Image-Jにて各 band，ならびに，β-actinの intensityを測定し，比を計算した．
3. PSPをreferenceとして年齢性別を補正した重回帰分析を行い，危険率5%未満を有意とした．
PSPPD

CBSAD

CTL

n (M / F)

23 (13 / 10)

24 (11 /13)

13 (4 / 9)

16 (3 / 13)

7 (3 / 4)Age (mean ± SD)

74.4 ± 6.2

70.3 ± 8.4

73.2 ± 7.0

71.0 ± 9.8

70.3 ± 19.4

p <0.05520p <0.05

p <0.05

APP-74kDa/actin

APP-100kDa/actin

415

1050PSPPD

CBD

AD

CTL

3210PSPPD

CBD

AD

CTL

17候補APP-variant/actinに関するROC解析

APP-100kDa/actin

APP-100kDa/actin

APP-74kDa/actin

AUC

0.588

0.551

Sens.

0.435(10/23)

0.348 (8/23)

Spec.

0.900 (54/60)

0.867 (52/60)

PPV

0.625 (10/16)

0.500 (8/16)

NPV

0.806 (54/67)

0.776 (52/67)

APP-74kDa/actin

ROC解析では感度は低いが，特異度は高い．
より多数例での検証，APP-74kDa，APP-100kDaの同定が望ましい．

18

microRNAの探索
Ø microRNA（miRNA）は21-25塩基長の１本鎖RNA分子であり真核生物において遺伝子の転写後発現調節に関与している．
Ø ヒトゲノムには1000以上のmiRNAがコードされていると考えられており，miRNAはその標的mRNAに対して不完全な相同性をもって結合し，一般に標的遺伝子の3‘UTRを認識して，標的mRNAを不安定化するとともに翻訳抑制を行うことでタンパク質産生を抑制する．
Ø miRNAが介する転写抑制は，発生，細胞増殖および細胞分化，アポトーシスまたは代謝といった広範な生物学的プロセスに重要な役割を担うことが知られている．

探索研究(miRNA array)

検証研究(RT-qPCR)・検体：血清由来miRNA
・対象：PSP 5, CTL 5･解析miRNA:2566個

・検体：血清由来miRNA･対象： PSP 30，CTL 30･解析miRNA:8個8個のmiRNAsに有意差あり

19

microRNA候補
RT-PCRの結果

miR-XXXX

60*

ROC解析

Bar: S.D.

50403020100PSPCTL

ANOVA， age and gender adjusted＊ p < 0.05

カットオフ値：5.02
感度：70.0%，特異度：70.0%，AUC：0.701
初診時の臨床診断基準による既報
感度：87.9%，特異度：60.3%
20新技術の特徴・従来技術との比較• 従来の問題点であったPSP診療の確定診断は死亡後の病理学的検索によらなければ⾄らなかったことが、本技術によって⽣前の臨床診断精度を改良することを可能とすることが期待される。
• 本技術は、⾎液や脳脊髄液を⽤いた検査であり、低コストで繰り返し検証することが可能になることが期待される。
21

想定される用途• PSP発症の早期からの臨床診断の精度が向上することが期待される。低コストで繰り返し検証できることでメリットが⼤きいと考えられる。
• 上記以外に、治験のエントリー基準に応⽤されることが期待される。
• また、新たな治療標的となる可能性もあると思われる。
22

実用化に向けた課題• 現在、CHBGの測定系について、確⽴しているが、bCHGB_6255について同定、測定系の確⽴の点が未解決である。
• APPについては、より多数例での検証実験、同定を進める必要がある。
• miR-XXXXについては、多数例での検証実験、分⼦⽣物学的な解析が必要である。

23

企業への期待• 未解決のbCHGB_6255の同定について、タンパク質解析の技術を持つ企業との共同研究を希望します。
• 全てのバイオマーカ候補について、神経疾患領域における体外検査薬の開発を考えている企業との共同研究を希望します。
• また、miR-XXXXについては、PSPに対する新規治療薬分野への展開を考えている企業との共同研究を希望します。
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本技術に関する知的財産権• 発明の名称• 出願番号• 出願⼈• 発明者

︓進⾏性核上性⿇痺の診断マーカー
︓特願2021-107575
︓⿃取⼤学
︓瀧川洋史、花島律⼦、中島健⼆• 発明の名称• 出願番号• 出願⼈• 発明者

︓進⾏性核上性⿇痺の診断マーカー
︓特願2022-074987
︓⿃取⼤学
︓瀧川洋史、花島律⼦
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お問い合わせ先
国立大学法人鳥取大学
研究推進機構 研究戦略本部
ＴＥＬ 0857­31­5546
ＦＡＸ 0857­31­5571
e-mail sangakucd＠ml.cjrd.tottori-u.ac.jp
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