神経疾患の比較病理学的研究2017/10/16 2 脳の病気の種類病気：Disease (DIS + EASE) 奇形出血炎症変性腫瘍すべてイヌの脳の病気認知症をおこす動物の脳の病気はヒト

2017/10/16

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Department of Veterinary Pathology

神経疾患の比較病理学的研究

内田和幸

東京大学農学生命科学研究科

獣医病理学研究室

http://www.visualthinking.jp/archives/19786

獣医学で対象となる主な生物種

各動物種における脳の発達動物種による中枢神経系の発達の相違鶏の目と脳

ゴリラオラウータンチンパンジーヒト

霊長類の頭蓋骨と脳

左からヒト、チンパンジー、アカゲザル

これはどの動物の脳？

http://www.u-tokyo.ac.jp/

http://www.humanbody.jp/zoology/item/VP760.html

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脳の病気の種類病気： Disease (DIS + EASE)

奇形

出血

炎症

変性

腫瘍

すべてイヌの脳の病気

認知症をおこす動物の脳の病気はヒト以外にあるのだろか？


比較神経病理学に関するテーマ

動物種による脳の加齢性変化の相違アルツハイマー病、パーキンソン病との比較

犬の特発性炎症性脳疾患の病態解明多発性硬化症 (MS)や Rasmussen脳炎との比較

犬の神経変性疾患の病態解明ALS, NAD, その他の遺伝性神経変性疾患との比較

犬の脳腫瘍の病態解明希突起膠細胞腫、組織球性肉腫の発がんメカニズム

Alzheimer病患者における脳萎縮

(神経病理カラーアトラス平野朝雄原図）

正常

Alzheimer 病 Department of Veterinary Pathology

Alzheimer病の病理像

主要な病理組織所見

生化学的特徴

Deposits of aggregated Amyloid

β

Intracellular aggregate of highly

phosphorylated Tau protein

Progression

Senile plaques (SPs) Neurofibrillary Tangles (NFTs)

Aging associated brain changes in animals




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• Various types SPs are

detected by PAM

(silver) stain and Aβ-

immunostaining.

• Together with diffuse

SPs, mature SPs are

also observed.

• Pathologic meanings

of SPs are not clear.

• No NFTs.

Aging brain lesions in dogs Senile plaques

Aβ PAM

PAM PAM



• Cerebral amyloid

angiopathy (CAA) in the

capillaries and arterioles is

very common in aged dogs.

• Micro-hemorrhage with or

without association to CAA

is common.

• CAA is also related to white

matter changes.

CAA might be related to

Canine cognitive dysfunction

(CCD) in aged dogs.

Aging brain lesions in dogs Amyloid angiopathy and hemorrhage



Aging brain lesions in domestic cats

• Widely spreading

diffuse deposits of

amyloid β

• No mature SPs

• Vascular amyloid is

very rare event

• P-Tau aggregates

forming NFTs are

common in the

hippocampus.

• Tauopathy dominant

AT8(hyper-phosphorylated Tau) Aβ42



Aging brain lesions in domestic cats Neurofibrillary tangles (NFTs)



NFT SP Animal species Aβ1-42 amino acid sequence N⇔C

○ ◎ Human DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

× ○ Common chimpanzee DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

○ Sumatran Orangutan DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

○ Cynomolgus monkey DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

○ Squirrel monkey DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

○ Grey mouse lemur DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

× ◎ Dog DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

○ Polar bear DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

× ○ American black bear ?

○ Horse DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

○ △ Cat DAEFRHEGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

△ Rabbit DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

△ Degu DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

× Rat DAEFGHDSGFEVRHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

× Mouse DAEFGHDSGFEVRHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

? Chicken DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA× ○ Wood pecker ?

× African Clawed Frogs DSEYRHDAAYEVHHQKLVFFAEEVGSNKGAIIGLMVGGVVIA

× Zebrafish DIEERHNAGYDVRDKRLMFLAEDMGSNKGAIIGLMVGGVVIA



100 years50 years

Normal aging Amyloid β deposits

Phosphorylated TAU Aggregate

AD patient Amyloid β deposits


SP, CAA

NFTs

SP, CAA

NFTs

Enhancement Neuron death

Human

Normal aging in dogs

Amyloid β deposits


Normal aging in cats

25 years10 years

Amyloid β deposits


SP, CAA

NFTs ?

SP, CAA ?

NFTs

Enhancement ?Neuron death

?

Animals







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Nakayama H, Neurobiol Aging. 1999

Nakamura S, Acta Neuropathol. 1995

Nakayama H, Neurosci Lett. 2001Nakayama H, Med Hypotheses. 2004Chambers JK, Amyloid. 2011Youssef SA. Veterinary Pathology. 2016

Uchida K, J Vet Med Sci. 1990-1993Okuda R, Acta Neuropathol. 1994Yoshino T, Vet Pathol. 1996 Uchida K, Acta Neuropathol. 1997Miyawaki K, Acta Neuropathol. 2001Chambers JK, Exp Gerontol. 2012

Nakamura S, Neurosci Lett. 1995 Nakamura S, J Med Primatol. 1996Kimura N, Brain Res. 2001Nakamura S, J Med Primatol. 1998

Nakamura S, Acta Neuropathol. 1996Chambers JK. PLoS One. 2012

Achievements on the fields since 1991

Uchida K, Vet Pathol. 1995


比較神経病理学に関するテーマ

動物種による脳の加齢性変化の相違アルツハイマー病、パーキンソン病との比較

犬の特発性炎症性脳疾患の病態解明多発性硬化症 (MS)や Rasmussen脳炎との比較

犬の神経変性疾患の病態解明ALS, NAD, その他の遺伝性神経変性疾患との比較

犬の脳腫瘍の病態解明希突起膠細胞腫、組織球性肉腫の発がんメカニズム

*2012 Noboru Sasaki All Rights Reserved.Department of Veterinary Pathology

• Degenerative

myelopathy (SOD1

mutation)

• Histiocytic sarcoma

• Inflammatory

myopathy

• Neuroaxonal

dystrophy (NAD)

• Cerebellar

degeneration

• Anaplastic

oligodendroglioma

• Alexander disease

• Necrotizing meningo-

encephalitis (NME),

Gray matter type


encephalitis (NME),

Gray matter type

Canine breed specific neuronal diseases in Japan

• Lafora disease



encephalitis (NME),

Gray matter type


encephalitis (NME),

Gray matter type



Canine necrotizing meningo-encephalitis (NME) ; The unique disease has been found commonly

in Pug dogs, The brain mainly located in the cerebral gray matter. Besides, the NME lesions in

Yorkshire terrier mainly distributed in the white matter.

Gray matter type

Pug dogs

White matter type

Yorkshire terrier

Canine Necrotizing meningo-encephalitis (NME)







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Canine granulomatous meningo-encephalitis (GME)


MW: molecular weight lane 1: GFAP MAb lane 2: GFAP rabbit sera lane 3 & 5: CSF from Pug dog (case 1) x10, x100 lane 4: CSF from Pug dog (case 2) x 10, lane 6:CSF from normal dog

C: Confocal imaging analysis of double-labeling FA

assay. Yellow; marge, Red; GFAP Green; auto-

antibody in NME

Messenger RNA (mRNA) levels of Th1 (IFN-γ, IL-2A,

IL-2B, and TBX21), Th2 (IL-4, IL-10, and GAT A3),

and Th17 cytokines (IL-17, IL21, and RoRγ) by real-

time quantitative reverse transcription polymerase

chain reaction.

Pathogenesis of NME and GME


Pathogenesis of NME and GME

The relative cytokine and

chemokine receptor messenger

RNA level in the cerebral

tissues (Cbr) and cerebellar

tissues (Cbe) in rats injected

with cerebral homogenate and

examined at 9–13 days post

injection (dpi).

Histopathology of the

the cerebral cortex in

rats injected with rat

cerebral homogenate

and examined at 9–13

days post injection (dpi).

The detection of

Autoantibody against

for astrocytes in these

rats.


Research Achievements on the field since 1999

• Uchida, K., et. al. 1999. Detection of an autoantibody from Pug dogs with necrotizing encephalitis (Pug dog encephalitis). Vet Pathol. 36, 301-307.

• Suzuki, M., Uchida, K., et. al. 2003a. A comparative pathological study on canine necrotizing meningoencephalitis and granulomatous meningoencephalomyelitis. J. Vet. Med. Sci. 65, 1233-1239.

• Suzuki, M., Uchida, K., et. al. 2003b. A comparative pathological study on granulomatous meningoencephalomyelitis and central malignant histiocytosis in dogs. J. Vet. Med. Sci. 65, 1319-1324.

• Park, E.S., Uchida, K., Nakayama, H. 2012. Comprehensive immunohistochemical studies on canine necrotizing meningoencephalitis (NME), necrotizing leukoencephalitis (NLE), and granulomatous meningoencephalomyelitis (GME). Vet. Pathol. 49, 682-692.

• Park, E.S., Uchida, K., Nakayama, H. 2013. Th1-, Th2-, and Th17-related cytokine and chemokine receptor mRNA and protein expression in the brain tissues, T cells, and macrophages of dogs with necrotizing and granulomatous meningoencephalitis. Vet. Pathol. 50, 127-1134.

• Park, E.S., Uchida K, Nakayama H. 2014. Establishment of a rat model for canine necrotizing meningoencephalitis (NME). Vet. Pathol. 51, 1151-1164.

• Uchida K, Park E, Tsuboi M, et al. 2016. Pathological and immunological features of canine necrotising meningoencephalitis and granulomatous meningoencephalitis. Vet J. 213:72-77.


パグ犬では特定のDLA型(白血球抗原class II)が存在し、これがNMEの発生に関連することが明らかにされた。


• Degenerative

myelopathy (SOD1

mutation)


• Inflammatory

myopathy








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disease onset 10 months later

22 months later

Canine Degenerative Myelopathy in Pembroke Welsh corgi

Progression of the

clinical lesions of

DM









Achievements of the disease

• Ogawa M, Uchida K., et al. Expression of Autophagy-Related Proteins in

the Spinal Cord of Pembroke Welsh Corgi Dogs With Canine

Degenerative Myelopathy. Vet Pathol. 2015 Mar 2.

• Ogawa M, Uchida K, et al.. Neuronal loss and decreased GLT-1

expression observed in the spinal cord of Pembroke Welsh Corgi dogs

with canine degenerative myelopathy. Vet Pathol. 2014 51(3):591-602.

• Ogawa M, Uchida K, Park ES, Kamishina H, Sasaki J, Chang HS,

Yamato O, Nakayama H. Immunohistochemical observation of canine

degenerative myelopathy in two Pembroke Welsh Corgi dogs. J. Vet.

Med. Sci. 73(10):1275-1279. 2011


Polymyositis with severe tongue atrophy in Pembroke Welsh corgi

The presence of autoantibody against rhabdomyocytes (heart and skeletal muscles) in affected dogs. (a) and (b); FA, (c) Western blot.

heart

Liv

er

Lu

ng

Sto

mach

Kid

ney

Sple

en

Ton

gu

e

Bra

in

Massete

r M

Fem

ora

l M


• Toyoda K, Uchida K, et al. Inflammatory myopathy with severe

tongue atrophy in Pembroke Welsh Corgi dogs. Vet Diagn Invest.

2010 22(6):876-85

• Ito D, Okada M, Jeffery ND, Kitagawa M, Uchida K, Watari T.

Symptomatic tongue atrophy due to atypical polymyositis in a

Pembroke Welsh Corgi. J Vet Med Sci. 2009 71(8):1063-7







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Leptomeningeal histiocytic sarcomas in Pembroke Welsh corgi


• Tamura S, Tamura Y, Nakamoto Y, Ozawa T, Uchida K.MR imaging of

histiocytic sarcoma of the canine brain. Vet Radiol Ultrasound. 2009.

50(2):178-81

• Ide T, Uchida K, Kagawa Y, Suzuki K, Nakayama H. Pathological and

immunohistochemical features of subdural histiocytic sarcomas in 15 dogs.

J Vet Diagn Invest. 2011 Jan;23(1):127-32


Neuroaxonal dystrophy (NAD) in dogs Autosomal recessive

Progressive cerebellar ataxia, usually from young age under 6 months old

Pathology: Axonal spheroids throughout the brain and spinal cord

Breed specificity;

Rottweilers, Chihuahuas, Collie, Papillons, etc

Neuroaxonal dystrophy in Papillon dogs


Neuroaxonal dystrophy (NAD) in dogs


breed gender onset death Major clinical signs

Case1 Papillon ×Chihuahua ♂ 3m 8m*

intension tremor, hypermetria, pelvic limb

ataxia, myotonia, visual deficit, blindness,

deafness, anosmia

NAD Case2 Papillon ♂ 4m 6mhead tremor, intension tremor, pelvic limb

ataxia, tongue paralysis, tetraplegia

Case3 Papillon ♀ 3m 9m

intension tremor, head tremor,

hypermetria, pelvic limb ataxia,

ananastasia

CCA Papillon ♂ 6m 2y10m

broad-based stance, truncal ataxia, head

tremor, intension tremor, pelvic limbs, loss

of menace response, upper motor neuron

sign, facial nerve paralysis

*: euthanatized by owner's request.

Table.1. Summary of clinical information of cases.


Neuroaxonal dystrophy (NAD) in dogs


50µm100µm


Genetic analysis: Whole exome sequencing

Sonication

Next generation sequencer

（Solid 5500xl）

Exome capture

exon-targeted

RNA Library

Mapping fragment data to the reference genome Canfam3.1

from Ensembl Genome Browser

(http://www.ensembl.org/)

GCTGATCCATTTGGCGT・・・・・・・・・・ATGGCTGATCCATTTGGCGTAACGCCCCATTTGGCGTAACCATTTGGCGTAAA・・・・・・・

Tag

* Clinically and pathologically examined

Genomic DNA used for WES analysisFemale

Male

Unknown sex

Affected Carrier

*

Case 1

DNA sampling from

a NAD affected family

*collaboration work with THE INSTITUTE OF MEDICAL SCIENCE, THE UNIVERSITY OF TOKYO.

SNP detection


151 3781 481 665 806677 696 748 759521517

Human

iPLA2β

Canine

iPLA2β

100%91.2 % 95.1 %

ANK

K545T

Calmod CalmodGTSTGANK ANK ANK ANK ANK ANK

R632W

V310ER37X

A80T

Y790X

ANK

ankyrin repeat domain patatin domain

T661W

V691del

95.0%

Calmod

L107fsX110

F135S

A147T

H157YH157R

ANK

P251-G253del

D283G

N252fsX260

G340R

A341T

P353L

L354P

G347R

L481Q

L451fsX470

V488G

L491R

E501Q

K502NK502N/R538C

G517C

D513fsX543R538C

E567K

T585I

V582L

R591Q

D590E

R635X

GTSTG

P711L

D739H

R741W

R745W

E751K

CalmodANK ANK ANK ANK

Identified mutation: PLA2G6

encodes iPLA2β; calcium-independent phospholipase A2

function as the remodeling of synaptic membrane

Its homolog is also a responsible gene of

human infantile neuroaxonal dystrophy (INAD)

C T G G C C A T T

Leu Ala Ile

C T G C C A T T

Leu Thr/Ala Ile

C T G A C C A T T

Leu Thr Ile

Wild

Carrier

Affected

G

A







http://www.ensembl.org/



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• Nibe K, Kita C, Morozumi M, Awamura Y, et al. Clinicopathological features of

canine neuroaxonal dystrophy and cerebellar cortical abiotrophy in Papillon and

Papillon-related dogs. J Vet Med Sci. 2007. 69(10):1047-52.

• Tamura S, Tamura Y, Uchida K. Magnetic resonance imaging findings of

neuroaxonal dystrophy in a papillon puppy. J Small Anim Pract. 2007. 48(8):458-

61.

• Nibe K, Nakayama H, Uchida K. Comparative study of cerebellar degeneration in

canine neuroaxonal dystrophy, cerebellar cortical abiotrophy, and neuronal

ceroid-lipofuscinosis. J Vet Med Sci. 2010 Nov;72(11):1495-9

• Nibe K, Nakayama H, Uchida K. Immunohistochemical features of dystrophic

axons in Papillon dogs with neuroaxonal dystrophy. Vet Pathol. 2009

May;46(3):474-83.

• Tsuboi M, Watanabe M, Nibe K, et al. Identification of the PLA2G6 c. 1579G>A

missense mutation in Papillon dog neuroaxonal dystrophy using whole exome

sequencing analysis. PLoS One.2017;12(1):


• Degenerative

myelopathy (SOD1

mutation)


• Inflammatory

myopathy

• Neuroaxonal

dystrophy (NAD)

• Cerebellar

degeneration

• Anaplastic

oligodendroglioma



encephalitis (NME),

Gray matter type


encephalitis (NME),

Gray matter type


• Lafora disease

On progress



• Lafora disease

On progress

背景

症状：進行性ミオクローヌスてんかん

てんかん発作、小脳性運動失調、知的障害、視覚異常などを呈する。

遺伝：常染色体劣性遺伝

90%以上は、Epm2aまたはEpm2b遺伝子の変異が原因。

病理：進行性の神経変性疾患

PAS反応陽性の凝集物（ラフォラ小体、ポリグルコサン小体）を形成。

ラフォラ病

引用：Gentry et al. PNAS 2005

Epm2a

(Laforin)

Epm2b

(Malin)

• 約70種類の変異が確認されており、

多くは異なる家系に発生。

• いずれも、発症時期、症状および

病変は類似する。

背景 - LaforinとMalinの機能と病理発生①

RING NHL

CBM

DSP

P

UbUb

Ub

AGL

GSUb

UbUb

UbUb

Ub

PTG

RING NHL

CBM

DSP

P

Glycogen

RING NHL

CBM

DSP

Laforin-Malin複合体

RING NHL

Malin

Laforin

CBM DSP

グリコーゲン代謝（合成、脱リン酸化）

ポリグルコサン小体の形成

PTG: protein targeting to glycogen, GS: glycogen synthase, AGL: glycogen branching enzyme

CBM: carbohydrate-binding domain, DSP: dual specificity phosphatase domain

LaforinとMalinは協働してグリコーゲンの合成やリン酸化を調節

しており、その異常がポリグルコサンの蓄積に関与する。

グリコーゲン代謝

背景 - LaforinとMalinの機能と病理発生②

ユビキチン-プロテアソーム系による蛋白質分解の低下

蛋白質のユビキチン化

オートファゴソーム形成阻害

オートファジー制御蛋白質フォールディング制御

蛋白質ミスフォールディング小胞体ストレス増加

細胞傷害

LC3

Ub

LC3

LC3LC3

LC3

LC3

LC3

p62

Ub

p62

UbUb

Ub

Ub

Ub

Ub

HSP70

HSP70

HSP70

異常蛋白質の蓄積により細胞が傷害される。

蛋白質のフォールディングおよび分解

HSP: heat shock protein, Ub: ubiquitin




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背景

• イヌの野生型Epm2b遺伝子には、他の動物種ではみられない

リピート配列が挿入されている（下図）。

• 同配列が異常伸長した個体では、Epm2bの発現量が減少し、

進行性のミオクローヌスてんかんを発症することが知られている。

イヌのラフォラ病

Epm2b遺伝子の塩基配列およびアミノ酸配列

背景

• ラフォラ病の診断（臨床徴候、遺伝子検査、病理検査）について、包括的

な研究がされていない。

- それぞれの検査項目の関連性および生前の確定診断の基準が曖昧。

• Epm2b異常伸長個体の詳細な病理学的な解析がされていない。

- 死因や全身の病変分布が不明。

• LaforinとMalinの機能異常に関する研究がされていない。

- 病理発生（遺伝子異常と病変形成、神経細胞傷害の機序）が不明。

イヌのラフォラ病に関する課題

• Epm2b遺伝子異常伸長およびミオクローヌスてんかんがみられ、死亡し

た犬を病理学的に解析し、上記の課題を解決する。

本研究の目的

材料と方法

症例品種性発症死亡死因異常Epm2b 備考

１ WHMD 雄７歳１６歳肺炎ホモ症例４の親

２ WHMD 雄９歳１７歳肺炎ホモ

３ WHMD 雌６歳１４歳肺炎ホモ

４ WHMD 雌７歳１５歳腎不全ホモ症例１の子

WHMD：ワイアーヘアード・ミニチュア・ダックスフンド

- 症例の情報

徴候：７-９歳でてんかん発作および視覚異常を認めた。

抗てんかん薬で維持され、１４-１７歳で死亡。

遺伝子検査：いずれの個体も異常伸長したEpm2bをホモで保有。

病理：全身諸臓器の病理組織検査。

ポリグルコサン小体の形態、分布および免疫組織化学的解析。

ワイヤーヘアード・ミニチュア・ダックスフンド４個体

材料と方法

*

*

1

1

4

性別：オスメス異常Epm2b：ホモヘテロ遺伝子検査なし *

１産（３歳）

２産（５歳）

症例１

症例４

- 出産歴と家系

結果 - 脳の肉眼像

脳室拡張。

結果 - 小脳の病理組織像

小脳皮質（特に分子層）において重度の封入体形成。

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中心にコアを有する好塩基性封入体。高電子密度、無構造の凝集物。


PAS Alcian blue

封入体はPAS陽性。封入体はAlcian blue陽性。

結果Calbindin

- 小脳の病理組織像

プルキンエ細胞の細胞体および突起に多数の封入体を認める。

結果 - ポリグルコサン小体の分布

大脳皮質海馬脊髄

網膜神経節脈絡叢

神経組織において重度の封入体形成。

**

*

*

*

*

*

*

**

*

*

結果 -ポリグルコサン小体の分布

肝臓

骨格筋

膀胱

Slow myosin Fast myosin

骨格筋、肝臓、膀胱の平滑筋において封入体形成。皮膚では稀にみれらた。

皮膚

結果 -ポリグルコサン小体の免疫染色

Laforin HSP70/72

Ubiquitin p62LC3

α/β-Synuclein

封入体はLaforin、HSP、α/β-Synuclein、UbiquitinおよびAutophagyマーカーに陽性。

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結果 - ポリグルコサン小体の免疫染色

Laforin Ubiquitin Laforin Neurofillament Laforin GFAP

Laforinは神経細胞内においてUbiquitinと共局在する。星状膠細胞に認めない。

まとめ

• ポリグルコサン小体の分布

- 神経組織に重度

骨格筋、肝臓、膀胱に中程度

皮膚に軽度に観察された。

- 骨格筋では、１型筋線維に特異的に形成。

• ポリグルコサン小体の免疫染色

- ポリグルコサン小体は神経細胞に形成され、

星状膠細胞には形成されない。

- LC3, p62, HSP70/72, αβsynucleinが

蓄積し、LaforinとUbiquitinが共局在する。

陽性個体程度

小脳皮質４/４重度

大脳皮質４/４重度

海馬４/４重度

網膜４/４重度

脊髄４/４重度

神経節４/４重度

脈絡叢４/４重度

心臓４/４中度

骨格筋３/３中度

肝臓３/４中度

膀胱（平滑筋）４/４中度

皮膚（汗腺）２/４軽度

ポリグルコサン小体の分布と程度

RING NHL

Malin

Laforin

CBM DSP

Ub

※Malinはユビキチンリガーゼであり、Laforin依存性に基質をユビキチン化する。

Ub

考察

ヒトイヌ

原因遺伝子 Epm2a Epm2b Epm2b

蛋白質 Laforin Malin Malin

発症年齢１２−１７歳６−９歳

経過１０年８−９年

ヒトとイヌのラフォラ病の比較

• ラフォラ病の原因遺伝子はヒトとイヌで同じであり、発症年齢と経過は類似し

ている。

• イヌ場合、発症が性成熟後であるため、発症前に繁殖に供される可能性があ

- 症例１は発症前に２回繁殖に供され、子イヌも同様に発症した（症例４）。

• ４症例ともに高齢で死亡しており、本疾患が生存期間に及ぼす影響は小さいと

考えられた。

- 死因としては肺炎が多かった。

- 脳の老化病変が観察された。

- 発症年齢と経過考察 - 病理発生

• 生前の病理検査

- 皮膚生検ではポリグルコサン小体が観察されないことがあり、

骨格筋（１型筋線維）の生検により観察される可能性が高い。

- Malin欠損およびLaforin欠損マウスでは、骨格筋の２型筋線維に

特異的にポリグルコサン小体が形成され、動物種差がある。

• 病理学的に、イヌのラフォラ病におけるポリグルコサン小体の

分布および形態はヒトのラフォラ病のそれらと類似していた

- ポリグルコサン小体に一致してLaforinの蓄積が認められた。

- MalinおよびLaforinの機能（蛋白質分解、フォールディング）に

関連した蛋白質の蓄積が認められた。

- αβ-synucleinが蓄積しており、異常蛋白質の凝集が示唆された。

イヌのラフォラ病においてもLaforinとMalinの機能異常が生じていると考えられた。


• Degenerative

myelopathy (SOD1

mutation)


• Inflammatory

myopathy

• Neuroaxonal

dystrophy (NAD)

• Cerebellar

degeneration

• Anaplastic

oligodendroglioma



encephalitis (NME),

Gray matter type


encephalitis (NME),

Gray matter type


• Lafora disease


• Anaplastic

oligodendroglioma





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犬の希突起膠細胞性腫瘍における希突起膠細胞前駆細胞マーカーの発現に関する研究

背景｜脳実質を構成する細胞

中枢神経組織

神経細胞とそれを支持する神経膠細胞 (星状膠細胞と希突起膠細胞)、および小膠細胞によって構成

神経膠細胞から発生する腫瘍の総称⇒神経膠腫（グリオーマ）

神経細胞

星状膠細胞

希突起膠細胞

背景｜犬の希突起膠細胞性腫瘍について

Song RB et al., J Vet Intern Med. 2013.

• 神経膠細胞腫（グリオーマ）の1分類

悪性度によって細分類

・希突起膠細胞腫（低悪性度）

・退形成性希突起膠細胞腫（高悪性度）

• 最も一般的な脳原発腫瘍の一つ

⇒頭蓋内腫瘍の20%

‣好発犬種

短頭種 (ボクサー、ブルドッグなど）

‣好発部位

前頭葉、梨状葉、側脳室付近

背景｜犬の希突起膠細胞腫の由来について

しかし…

①成熟希突起膠細胞マーカーは発現しない‣Myelin basic protein (MBP) , Myelin associated protein (MAP)など

②髄鞘の形成なし

③神経細胞マーカーを発現

⇒未熟な細胞が由来であるという仮説が提唱

細胞形態の類似性から、成熟希突起膠細胞が由来細胞と考えられていた

正常腫瘍

背景｜希突起膠細胞前駆細胞（OPC）

性質

‣ 成体脳に豊富に分布

‣ 希突起膠細胞への分化が規定され

た未熟な細胞

‣ 増殖能・遊走能が高い

‣ 特殊な培養条件下で多分化能

＜医学領域＞希突起膠細胞性腫瘍の由来細胞の１つとして注目

(Persson et al. 2010)

＜獣医学領域＞OPCについて、十分に検討されていない

犬の希突起膠細胞性腫瘍の自然症例および樹立培養細胞株を用いて、OPCマーカー (SOX10, PDGFRα, NG2)の発現を検討

希突起膠細胞

星状膠細胞

神経細胞

材料・方法

①希突起膠細胞性腫瘍の組織材料 27例‣疫学的解析‣組織学的解析‣免疫組織化学的解析 (IHC)

②希突起膠細胞性腫瘍由来の培養細胞‣免疫細胞化学的解析 (ICC)

症例 No. 17 フレンチ・ブルドッグ12歳11ヶ月齢、未去勢雄、左脳底部腫瘤

https://www.google.co.jp/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwil1O2879rUAhUBwrwKHSUJAfgQjRwIBw&url=http://neuropathology-web.org/chapter1/chapter1cOligodendroglia.html&psig=AFQjCNHVVgoaQZe11GCc7ZMJ9cX7aF4qeA&ust=1498544506006914

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材料と方法｜細胞の分化経路および特異マーカー

PDGFRα, Platelet derived growth factor receptor alpah;

GFAP, Glial fibrillary acidic protein; DCX, Doublecortin; NF, Neurofilament ;

MBP, Myelin basic protein; MAP, Myelin associated protein赤字：用いたマーカー

結果｜発生状況について

犬種別発生頻度

70.4%（19/27例）

[例]0 5 10 15 20

ラブラドール・レトリーバー

ジャーマン・シェパード・ドッグ

ヨークシャー・テリア

ブルドッグ

ボストン・テリア

ミニチュア・ダックスフンド

フレンチ・ブルドッグ

結果｜発生状況について

• 発生部位

１．前頭葉（37.0％、10例）２．側頭葉（25.9％、７例）

• 発生年齢平均 7.8歳（ 3歳4ヶ月～12歳11ヶ月）

• 雌雄差なし（♂：♀=14:13)

• 症状様々な神経症状

発作が最も多い（68.0％、17例）

他・脳室内 11.1% 、3例・梨状葉 7.4%、2例・脳底部 7.4%、2例

結果｜組織学的解析

• 高い悪性度を示す腫瘍‣ 高密度のシート状増殖‣ 異型性の高い細胞

- 不整核- 多核巨細胞- 高頻度の有糸分裂像

退形成性（悪性）希突起膠細胞腫

＜診断名＞

組織形態蜂巣構造

偽柵状配列微小嚢胞

構造

*

結果｜組織学的解析

糸球体様血管微小石灰沈着

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腫瘍細胞集簇神経周囲

血管周囲軟膜下

結果｜組織標本によるOPCマーカー発現

PDGFRα NG2

腫瘍細胞の割合: −, 0%; +, 1-30%; ++, 31-60%; +++, >60%

Olig2 SOX10

• 高率にＯＰＣマーカー陽性

‣ 全症例でOlig2陽性

‣ 多くの症例で

SOX10、PDGFRα、NG2陽性

結果｜分化マーカー

Nestin GFAP

DCX βⅢ tubulin

腫瘍細胞の割合: −, 0%; +, 1-30%; ++, 31-60%; +++, >60%

• 多様な細胞成分が混在‣ 様々な割合で、NSC、星状膠細胞、神経細胞マーカー陽性

‣ NFのみ全症例で陰性

希突起膠細胞性腫瘍由来の培養細胞の作製

2n=90.87正常犬: 2n=78

Giemsa

• 紡錘形～多角形細胞の増殖• 稀に多核巨細胞

腫瘍形成能解析

染色体解析形態学的評価

他、増殖能解析、コロニー解析など

結果｜培養細胞を用いた各種マーカーの発現

Olig2 SOX10 PDGFRα NG2

Nestin GFAP DCXβⅢ tubulin

症例 No. 17• 希突起膠細胞性腫瘍の発生部位、年齢、性別、症状

過去の報告と概ね一致

‣ 症状は腫瘍サイズ、進展速度、影響する領域に起因

• 本邦における犬種別発生状況

①フレンチ・ブルドッグに多発 (70.4%)。②海外で一般的なボクサーやボストン・テリアでの発生は少ない

まとめと考察｜疫学的背景について

‣ 本邦では、人気犬種において近交が盛んに行わる状況－フレンチ・ブルドッグには、本腫瘍の発生に関わる遺伝的素因が存在していることが示唆される

➡本犬種に発生した希突起膠細胞性腫瘍を解析することで、病態解明に重要な情報が得られると考える

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まとめと考察｜組織学的検索について

• 腫瘍組織の組織像は過去の報告と一致

• 数例で周囲実質で腫瘍細胞集簇巣が観察された

⇒ヒトグリオーマのシェーラーの２次構造に相当

<シェーラーの2次構造>グリオーマの転移・浸潤を示す構造

Cuddapah VA et al., Nat Rev Neurosci. 2014.

まとめと考察｜由来細胞の検討について

• 希突起膠細胞性腫瘍の免疫染色結果

①高率にOPCマーカーを発現

②星状膠細胞/ 神経細胞マーカー陽性細胞が混在

フレンチ・ブルドッグにおける、本腫瘍発生に関する遺伝的素因を解明するとともに、本腫瘍とOPCの関連をより明確にすること

＜今後の課題＞

‣ 一定の多分化能を維持する希突起膠細胞前駆細胞(OPC)由来である可能性を示唆

‣ OPCマーカー陰性の症例について①由来細胞が異なる②遺伝子変異や微小環境により発現が低下

原因として考えられた


• Degenerative

myelopathy (SOD1

mutation)


• Inflammatory

myopathy

• Neuroaxonal

dystrophy (NAD)

• Cerebellar

degeneration

• Anaplastic

oligodendroglioma



encephalitis (NME),

Gray matter type


encephalitis (NME),

Gray matter type


• Lafora disease


ハチ公の病気は？

おまけ

動物：イヌ、日本犬（秋田産）、雄、13才（1923年11月生まれ、1935年3月8日死亡）。臨床事項：特記事項なし。

1935年3月8日作成の剖検所見



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heart

Lung

MRI of the Lung and heart (T1)

L

R

Neoplastic lesions of the Lung

MRI of the Lung and heart (T1)

L

R

Neoplastic lesions of the heart

Left Vent.

Septa Right Vent.

Left Vent.

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東大獣医病理学研究室の節分風景

昨年は、教授にいじめられ・・・一昨年は、助教にいじめられ・・・

忠犬といえば、ハチ公は、2015年に没後80年を迎えました。農学部には上野先生とハチ公の銅像ができました。

来年は、いじめられませんように。忠犬（番犬？）はつらい…。

御静聴有難うございました。



http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6b/Hachiko.JPG


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