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ダウン症モデル動物に対する水素ガス吸入の有効性評価試験

MiZ株式会社

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ダウン症モデル動物に対する水素ガス吸入の有効性評価試験
目標金額を達成した場合のみ、実行者は集まった支援金を受け取ることができます(All-or-Nothing方式)。支援募集は11月29日(日)午後11:00までです。

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プロジェクト本文

▼自己紹介

当社は水素ガスの医療利用にかかわる研究開発を行っている企業です。
研究開発で得られた成果を特許化し、事業化を希望する第三者に特許実施権をライセンスするという業態です。

 

(社内ミーティングの風景)

 

当社が研究している水素ガスはヒトの腸内において腸内細菌によって日々産生されている気体です。原則、不活性ガスのため、生体にたいしてなんら作用を及ぼすことなく、呼気や皮膚から排気されています。
一方、最も酸化力の強い活性酸素種であるヒドロキシラジカルは、不活性な水素分子ですら酸化してしまう酸化力を持っており、水素分子を酸化する過程を通じて無害な水に変化します。結果的に水素分子にはヒドロキシラジカル消去能があるとも見なせます。
また水素分子は最小の分子であるため、他の抗酸化剤とは異なり、容易に細胞膜を通過し、ミトコンドリア内でヒドロキシラジカルを消去します。
水素ガスのこうした特性を利点とみなし、近年では、水素ガスを副作用のない(反応生成物がただの水)ヒドロキシラジカル選択的な(他の物質とは反応しない)抗酸化剤として医療利用しようとする研究が増えてきております。
慶應義塾大学医学部循環器内科が、水素ガス吸入によって心肺停止から蘇生した患者に予後改善効果が認められるかを検証する臨床試験(先進医療B)を実施中ですので、既にご存じの方も多いかもしれません。
当社でも常に他大学や病院と共同研究を進めていますが、直近でスタートするものとして、
・慢性腎臓病の患者60人に対する某大学病院との共同研究
・潰瘍性大腸炎の患者(予備試験10人、本試験60人)に対する某大学病院消化器内科との共同研究
などがあります。
これらの臨床研究においては、当社が開発した家庭用の「体内水素ガス補給機」という装置が用いられています。当社の体内水素ガス補給機の特徴は、電極表面における水素ガスの発生から、ユーザーが最終的に水素ガスを消費する全プロセスにおいて、水素ガスを爆発濃度未満に維持するという特許技術にありますが、大学や病院などの臨床研究や動物試験に要求される高い安全性基準を満たすことのできる水素ガス発生装置は、当社の装置以外ないという現状です。

 

体内水素ガス補給機

 

▼プロジェクトを立ち上げたきっかけ

京都薬科大学 病態生化学分野の石原 慶一先生、理化学研究所 脳神経科学研究センター 神経遺伝研究チームの山川 和弘先生(現・名古屋市立大学)たちの研究によって、ダウン症モデルマウスにおいては、脳に銅が過剰に蓄積し、それによって酸化ストレスが亢進していることがわかりました。この研究では、低銅食の投与によって、酸化ストレスの亢進が抑制されマウスの不安様行動が軽減されることが示されました。
一方、当社は、今までの研究から水素ガスの吸入は、最も酸化力の強い活性酸素種であるヒドロキシラジカルを消去することで、酸化ストレスが関わる多様な病気に効果を示すことを確認していました。そこで、私たちは、酸化ストレスの亢進を抑制する別のアプローチとして、ダウン症モデルマウスに水素ガスを吸入させることによって、ダウン症モデルマウスで同様の不安様行動の軽減効果が確認できるのではないか、と考えるようになりました。

 

今回の研究は、名古屋市立大学から分与を受けるダウン症モデルマウスの受精卵をマウスに移植し、実験に必要な数のマウスの繁殖を行います。その後、繁殖したモデルマウスの脳内酸化ストレスマーカーなどの予備的な測定を行い、問題がないことを確認した後に試験に入る予定です。

 

こうした一連の流れにおいて、かかる費用は最低でも、

・受精卵購入費用(70万円)
・繁殖~予備的測定費用(30万円)
・試験費用(100万円~)
・水素ガス供給チャンバー2室(200万円)
で、合計400万円を見込んでおります。

 

したがって、今回のクラウドファンディングでは400万円を募ります。

 

▼プロジェクトの内容

 

以下、試験の内容を記載します。

 

■背景および目的

 

ダウン症はヒト21番染色体が3本(トリソミー)となることにより精神発達障害や記憶障害などの症状を示す疾患であり、Ts1Cjeマウスはヒト21番染色体に相当するマウス16番染色体を遺伝子導入(TG)によりトリソミーとした疾患モデルマウスです。Ts1Cjeマウスにおける脳内の酸化ストレスの亢進、神経新生の異常、神経活動の過剰抑制などの複数の異常カスケードがダウン症発症に寄与するメカニズムとして知られています。
水素は強力な抗酸化作用および抗炎症作用を有する医療ガスですので、ダウン症モデルマウスであるTs1Cjeマウスの脳内の酸化ストレス障害と神経病理学的症状を改善させる可能性が考えられます。そこで、今回は、Ts1Cjeマウスの脳内酸化ストレスに及ぼす水素ガス吸入の有効性評価のための試験を行います。

 


 

■実験材料および方法:


1. Ts1Cjeマウス胚の導入と繁殖

 

Ts1Cjeマウスの凍結保存された受精胚の分与を山川和弘教授(名古屋市立大学・脳神経科学研究所)から受けます。凍結胚は常法に従って解凍し胚数を調整後、移植用の受精胚とします。精管結紮したC57BL/6J雄マウスとC57BL/6J雌マウスを同居させて偽妊娠を起こさせ、このC57BL/6J雌マウスの卵管内に卵管壁を経てTs1Cjeマウスの受精胚を移植します。Ts1Cjeマウス胚を移植されたC57BL/6J雌マウスから正常分娩により得られた産仔(F1)をTs1CjeマウスF1とします。このF1マウスの雌雄から交配により得られた産仔(F2)、または更なる交配により得られた産仔(F3)を今回の試験に供します。

 

2. Ts1Cjeマウスの脳組織における酸化ストレスマーカー測定

 

2.1 脳ホモジネートの調整方法
上記1で得られた1、2および3ヶ月齢のTs1Cjeマウス(5匹/群)から麻酔下に嗅球と小脳を除く脳組織を採取し、-80℃に保存します。この脳組織を解凍して6.25 mMのトリス塩酸緩衝液(1.0 mL/0.1 g)を加えポッター型のホモジナイザーでホモジナイズします。このホモジネートを4℃で30分間遠心(15,000 g)し、遠心後の上清をタンパク抽出物とします。また、同様の操作で得られた1、2および3ヶ月齢の野生型(WT)マウスから得られた脳組織をWT対照(5匹/群)とします(表1)。
 

1 群構成

マウス

1ヶ月齢

2ヶ月齢

3ヶ月齢

Ts1Cje

5

5

5

WT

5

5

5

 

2.2 ウエスタンブロット解析
これらのTs1CjeマウスおよびWTマウスの脳組織から得られた30μgのタンパク質を5~20%のポリアクリルアミドゲルを使用したSDS-PAGEで分離します。ウエスタンブロット解析は13-HPODE修飾タンパク質、4‐HNE修飾タンパク質またはβ-チューブリンに対するそれぞれの特異的モノクローナル抗体を使用して行います。得られたバンドの視覚化と定量化を常法に従い行います。13-HPODEタンパク質および4‐HNEタンパク質の評価には25 kDaおよび50 kDaを使います。
 

2.3 脳ホモジネート中の活性酸素種(ROS)の測定
ROSの測定は、DCFH-DA蛍光プローブ存在下に脳組織をインキュベートし、LeBelら(1992)の方法に修正を加えたFu and Ji (2003)の方法に従い行います。
 

3. 水素ガス吸入試験
上記2の試験でTs1Cjeマウスが加齢に伴い13-HPODE、4‐HNEおよびROSの増加を示すことが確認できたら、脳内酸化ストレスに及ぼす水素ガス吸入の予防効果を検討します。群構成は、Ts1Cjeマウス+空気吸入群、Ts1Cjeマウス+5%水素ガス吸入群、WTマウス+空気吸入群の3群とし、2ヶ月齢マウスを3群(各群のn=5)に分け、3ヶ月齢まで約4週間(24時間×4週間吸入)に渡り空気または5%水素ガスを吸入させます。各群のマウスから脳組織を採取し、上記の試験と同様に13-HPODE、4‐HNEおよびROSの測定を行います(表2)。
WT+空気群では、これらの酸化ストレスマーカーの増加が見られず、Ts1Cje+空気群では顕著な増加が見られ、Ts1Cje+5%水素ガス群ではこの増加が統計学的に有意に抑制されれば、水素ガスがTs1Cjeマウスの脳内酸化ストレスを抑制し、病態改善効果を示したと判断します。

 

2 群構成

2ヶ月齢 3ヶ月齢

Ts1Cje+空気

5

Ts1Cje5%水素ガス

5

WT+空気

5

 

※なお、動物愛護の観点に配慮しつつ、科学的観点に基づく適正な実験を実施するため、適正かつ厳正なる倫理審査・承認を事前に受けた上で研究を行います

 

▼プロジェクトの展望・ビジョン

 

本プロジェクトでは、ダウン症モデルマウスを用いた動物試験を行いますが、この動物試験で価値ある結果が得られた暁には、追ってモリス水迷路試験等の行動試験を実施し、水素ガスの吸入がダウン症モデルマウスの神経病理学的症状を改善させる可能性を検討するとともに、将来的には、実際のダウン症の方々にご参加いただく臨床研究を行うことへ繋げていきたいと思います。
当然、こうした研究は、当社単独で実施できるものではなく、病院等とパートナーシップを組んで進めて行く必要がありますので、当社はこうしたパートナー先候補と現時点で話し合いを進めています。

 

従来、ダウン症の方は、青年期から成人期にかけてADL(日常生活活動)の低下が見られる傾向があると言われてきました。たとえば、排泄の自立ができなくなる、不眠で昼夜が逆転する、口をきかなくなる、強いこだわりが出てくるなどの症状が出てくるようです。
こうした症状の治療薬としてアルツハイマー病の薬が検討されたこともありますが、私たちは、症状の進行抑制を目的として長期間にわたって使用していくことを前提にするならば、副作用の心配がある医薬品ではなく、腸内において腸内細菌によって日々産生される安全な水素ガスを、日々、補給していくというような対処の仕方もあっても良いのではないかと考えています。
ダウン症の方のADL低下に対して「急激退行症」と病名をつけ医薬品の適応疾患とするのは意味のないことではありませんが、ダウン症の成人期にみられる適応障害が対人関係における確執によって生じるということを考えると、あえてこれを病気と捉えずに、家庭や職場で、両親や就労先のコーチといっしょに、水素ガスを日々吸入しているうちに、いつのまにかADLの低下も抑制されていたというような、治療ならぬ治療が、水素ガスによって可能にならないか、当社はそのようなビジョンを持っています。

 

※ご留意事項:今回の動物試験を行った結果、当社やパートナーが求める充分な効果がみられたなかった場合は、臨床研究を含む更なる研究が中止される可能性があります。

 

■プロジェクトのスケジュール

本プロジェクトは、下記のスケジュールで実施される予定です(新型コロナの情勢を含め諸事情により上記のスケジュール通りに進まないことがあり得ます)。

 

2020年8月
受精卵購入
 
2020年9月~2021年2月
繁殖~予備的測定 

 

2021年3月~2021年8月
試験実施~完了

 

2021年9月 
報告書作成

 

■MiZ株式会社 | 会社案内

 

MiZ株式会社は、創業以来、水素分子が21世紀の健康や医療において革命的な変化をもたらすだろうと予測し、研究開発を進めてきました。水素の医療利用の分野で世界に先駆ける存在でありたいと願っております。

 

MiZ株式会社中庭から見た社屋内

 

MiZ株式会社は、水素の医療利用にかかわる学術論文330報を毎日新聞で紹介しました。

 

2016年4月19日の毎日新聞・西日本版および2016年5月9日の週の毎日新聞・東日本版

 

MiZ株式会社では常に他大学や病院と共同研究をすすめています。

 

MiZ株式会社による共同研究と学術論文(一部)

 

MiZ株式会社は、SDGs推進に資する事業を展開している県内企業として、「かながわSDGsパートナー」に登録されました。

 

 

※ SDGs (Sustainable Development Goals=「持続可能な開発目標」) とは、2001年に策定されたミレニアム開発目標 (MDGs) の後継として、2015年9月の国連サミットで採択された「持続可能な開発のための2030アジェンダ」にて記載された2016年から2030年までの国際目標です。

 

プロジェクト終了要項

 

製作物    
ダウン症の進行予防成分としての水素ガスの検討

製作完了予定日    
2021/9/30

製作個数    
1

 

プロジェクトの詳細をひらく

プロフィール

リターン

30,000

alt

試験結果報告

ダウン症モデルマウスを用いた動物試験の結果報告をメールでお送りします。

支援者
0人
在庫数
制限なし
発送予定
2021年9月
このリターンを購入する

50,000

alt

試験結果報告

ダウン症モデルマウスを用いた動物試験の結果報告をメールでお送りします。

支援者
0人
在庫数
制限なし
発送予定
2021年9月
このリターンを購入する

100,000

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試験結果報告

ダウン症モデルマウスを用いた動物試験の結果報告をメールでお送りします。

支援者
0人
在庫数
制限なし
発送予定
2021年9月
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