パーキンソン病研究
- Orange Science
- 6月20日
- 読了時間: 15分
更新日：6月27日
パーキンソン病
パーキンソン病（PD）は、主に運動制御に影響を与える神経変性疾患です。この疾患は、脳のドーパミン神経回路、特に基底核と運動皮質における神経変性によって引き起こされます。
研究者は、パーキンソン病の研究において、新たな治療法の試験や病気の進行メカニズムの理解に不可欠な様々な動物モデルを活用しています。これらのモデルには、ヒトのPD症状を忠実に再現するマカクザルを含む、げっ歯類や非ヒト霊長類が含まれます。
パーキンソン病の研究において、動物の行動と生理機能のリアルタイムモニタリングは不可欠です。なぜなら、運動症状がこの疾患の核心的な特徴だからです。
easyTEL+デジタルテレメトリー
emka TECHNOLOGIES社のeasyTEL+ デジタルテレメトリーシステムは、パーキンソン病の動物モデルにおける生理学的指標のシームレスなワイヤレスモニタリングを可能にします。
最大32匹の単体飼育または群飼育の被験体を管理し、オプションの同期ビデオ機能により包括的な行動分析を可能にします。リアルタイムデータ収集の対象は次の通りです：
EMG（筋電図）
動物モデルにおける筋緊張、振戦、筋強剛、運動緩慢を追跡し、早期のパーキンソン病の兆候を検出したり、運動障害や治療効果を評価するのに役立ちます。
EEG（脳波図）
ドーパミン神経細胞の喪失による異常な振動を検出するために脳活動を監視し、早期のパーキンソン病の検出や神経保護薬の有効性を評価するのに役立ちます。
ECG（心電図）
心臓活動を評価し、PDが自律神経機能障害を引き起こし、徐脈や不整脈などの問題を引き起こす可能性があるため、早期の非運動症状に関する洞察を提供します。
活動と体温
自律神経機能障害の非運動バイオマーカーを提供します。
埋め込み型テレメトリー
送信機の状態（オン/スリープ）および再構成可能な設定（サンプリングレート、解像度、送信出力、送信周波数など）をワイヤレスで制御可能です。これにより、人間の介入を削減し、行動試験中の動物の自然な状態を維持する可能性が高まります。
大型動物では、easyTEL+ 埋め込み型デバイスはインピーダンス法により呼吸を記録可能です。パーキンソン病（PD）は自律神経系に影響を及ぼし、呼吸機能も制御しています。PD患者では、特に睡眠中に、徐呼吸（呼吸が遅い）、低換気、不規則な呼吸などの呼吸パターンの異常が観察されています。呼吸パターンを測定する前臨床研究は、早期の自律神経機能障害や、睡眠時呼吸障害や誤嚥性肺炎などの呼吸関連合併症の潜在的なリスクを特定するのに役立ちます。
再利用可能なテレメーター
easyTEL+RPは、被験者、コホート、研究間で再利用可能な外部テレメータを採用しており、大規模な被験者プールを要する行動研究の初期費用を削減します。送信機（電極、電極線、極性）のカスタム設計と、ユーザーが設定可能なサンプリングレート、解像度、ゲインを組み合わせることで、ユーザーは多様な研究設計オプションを利用できます。交換が簡単なバッテリーは、連続記録で最大150時間持続します。
げっ歯類（200g以上）では、easyTEL+RPは最大4つの低ノイズ生体電位（皮質または穿通型EEG、EMG、ECG、EOG）および活動データを取得します。
大型動物では、テレメータの外科的埋め込みなしで神経学的および活動の変化を収集します。被験者は、ジャケットやヘルメットに収納された外部送信機と、頭皮に配置された表面リードを装着します。
vivoFlow+
げっ歯類用全身プレチスモグラフィー
全身プレチスモグラフィーは、意識のある被験者の呼吸パターンを連続的かつ非侵襲的に評価する手法です。呼吸数、推定潮気量、分時換気量、無呼吸や深呼吸などのイベントの測定は、被験者の呼吸駆動と行動に関する貴重な洞察を提供します。プレチスモグラフィーは、呼吸パターンの異常を評価する理想的なアプローチです。
全身プレチスモグラフィーとデジタルテレメトリーは、同期化されたプラットフォーム上で組み合わせることができ、呼吸、循環器系、神経系のデータを同時に分析可能です。
論文
flexiVent
包括的な呼吸機能評価
flexiVentは、動物モデルにおける肺機能と呼吸パラメーターの評価を目的とした、パーキンソン病の非臨床研究において使用されます。flexiVentは、パーキンソン病が肺の力学、気道抵抗、呼吸パターンに与える影響を定量化するのに役立ちます。さらに、パーキンソン病モデルにおける呼吸機能の改善を目的とした潜在的な治療介入や薬物候補の試験にも使用でき、これにより、病気の身体への影響をより深く理解する上で貢献します。
flexiVentの高度に再現可能な測定項目の豊富なセットは、前臨床薬物開発プロセスのどの段階においても信頼できる結果を提供します。
論文
パーキンソン病研究
パーキンソン病研究とは、パーキンソン病という神経変性疾患の原因、病態、診断、治療法、予防法などを科学的に解明・改善しようとする研究全般を指します。
パーキンソン病の概要
定義：中脳の黒質にあるドパミン産生神経細胞が進行的に減少することで発症する神経変性疾患。
主な症状：
運動症状：振戦（ふるえ）、筋固縮、無動、姿勢反射障害
非運動症状：自律神経症状（便秘・起立性低血圧など）、認知機能低下、睡眠障害、うつなど
原因：はっきりとは解明されていないが、遺伝的要因・環境要因・加齢が関与すると考えられている。
パーキンソン病研究の主な分野
基礎研究
ドパミン神経の変性メカニズムの解明
α-シヌクレインというタンパク質の異常蓄積（レビー小体）に関する研究
ミトコンドリア機能障害、酸化ストレス、オートファジー障害の関与の研究
遺伝子変異（LRRK2、PINK1、PARK7など）と発症リスクの研究
動物モデル研究
マウスやラットを使った疾患モデルによる病態解明や治療薬の探索
バイオマーカー研究
血液、脳脊髄液、画像診断（DATスキャンなど）による早期診断のための指標開発
治療法開発
薬物治療（L-ドパ、ドパミンアゴニストなど）の改良
手術療法（脳深部刺激 DBS）
幹細胞移植（iPS細胞によるドパミン神経の補填）の臨床応用
臨床研究
患者コホートによる長期観察研究
新薬の臨床試験（治験）
リハビリ・生活支援に関する研究
パーキンソン病研究の目的
パーキンソン病研究の目的は、パーキンソン病の発症メカニズムを解明し、予防・早期診断・進行抑制・根本治療・生活の質（QOL）の改善を実現することです。
具体的には、以下のような目的に分類されます：
1. 発症原因の解明
なぜドパミン神経が変性するのかを明らかにする。
遺伝的要因（LRRK2、PINK1、PARK7など）と環境因子（農薬、金属、外傷など）の関与を調べる。
α-シヌクレインなど異常タンパク質の蓄積メカニズムの解明。
2. 早期診断とバイオマーカーの開発
症状が出る前に病気を見つけるための指標を開発（例：脳脊髄液、血液、唾液の成分解析）。
画像診断（DATスキャン、MRIなど）との組み合わせによる診断精度の向上。
3. 病態進行の予防・抑制
ドパミン神経の脱落を抑える薬剤や治療法の開発。
炎症、酸化ストレス、ミトコンドリア障害などの病態に対する治療標的の探索。
4. 根本治療の開発
iPS細胞やES細胞などから作ったドパミン神経細胞の移植治療（再生医療）。
遺伝子治療、抗α-シヌクレイン抗体などの開発。
5. 症状緩和とQOL向上
既存薬（L-ドパなど）の効果を高め、副作用（ジスキネジアなど）を軽減する工夫。
非運動症状（認知機能、睡眠、うつ、便秘など）に対する包括的な対応。
運動療法、リハビリテーション、介護支援技術の改善。
6. 社会実装と支援体制の強化
医療現場での適切な診断・治療の普及。
患者・家族への情報提供や生活支援の充実。
長期的なコホート研究を通じた疾患理解と政策提言。
研究の最終的なゴールは、「パーキンソン病の完全克服」と「患者が自立した生活を維持できる社会の実現」です。
パーキンソン病の研究分野
パーキンソン病研究は、多くの学問分野が連携して行われる「学際的な研究領域」です。以下のような主な分野で、それぞれ異なるアプローチから研究が進められています。
1. 神経科学（神経生物学）
中枢神経系の構造と機能、特に黒質や線条体のドパミン神経系を研究。
α-シヌクレインの異常蓄積、シナプス機能、神経変性のメカニズム解明。
神経細胞間のネットワーク障害や可塑性の研究。
2. 分子生物学・細胞生物学
遺伝子変異（LRRK2、PINK1、SNCAなど）の解析。
細胞内でのタンパク質の誤折り畳み、オートファジー障害、ミトコンドリア機能不全の研究。
iPS細胞を用いたドパミン神経の分化・再生研究。
3. 病理学
パーキンソン病患者の脳組織を用いて、レビー小体の形成、神経脱落の進行様式を調査。
病期の分類（Braak仮説など）や異常タンパク質の分布の研究。
4. 薬理学
ドパミン関連薬（L-ドパ、アゴニスト、MAO-B阻害薬など）の作用機序と副作用の研究。
病気の進行を抑える疾患修飾薬（DMT：disease-modifying therapy）の開発。
抗炎症薬、抗酸化薬、抗α-シヌクレイン抗体などの開発研究。
5. 再生医療・幹細胞研究
iPS細胞からドパミン神経を作製し、動物やヒトへの移植を試みる研究。
細胞移植後の生着・機能・安全性の評価。
6. 遺伝学・ゲノム科学
パーキンソン病に関わる遺伝子多型・突然変異の探索。
家族性と孤発性の比較、GWAS（ゲノムワイド関連解析）による発症リスク遺伝子の同定。
7. 臨床医学（神経内科学・老年医学など）
症状の診断・進行の評価法（スケール、画像診断、バイオマーカー）の開発。
新薬の治験、治療効果の検証、生活支援法の研究。
8. 脳神経外科
脳深部刺激療法（DBS）などの外科的治療法の開発・評価。
9. 疫学・公衆衛生学
患者の発症率・有病率の調査。
環境因子（農薬、金属、生活習慣）と発症リスクの関係。
長期コホート研究による予測因子の解析。
10. リハビリテーション・工学・ロボティクス
運動障害や転倒リスクを補助する支援技術やデバイスの開発。
歩行解析、ウェアラブル端末、AIによる症状モニタリング技術。
11. 心理学・社会学
非運動症状（うつ、不安、認知障害）の理解と支援。
患者・家族のQOL向上、介護負担軽減に関する社会制度研究。
パーキンソン病研究のアプリケーション例
パーキンソン病研究の成果は、すでに多くの具体的なアプリケーション（応用例）として社会や医療現場に活用されています。以下に、代表的なものをいくつか紹介します。
1. iPS細胞を用いたドパミン神経移植（再生医療）
iPS細胞由来のドパミン神経前駆細胞を脳に移植する治療。
国内外で臨床研究・治験が進行中。
患者自身の細胞を使う「自家移植」や、他人の細胞を使う「他家移植」の両方で検討されている。
2. 脳深部刺激療法（DBS: Deep Brain Stimulation）
症状が進行した患者に対し、脳内の特定部位（視床下核など）に電極を埋め込み、電気刺激を与える治療法。
歩行障害、振戦、固縮などに高い効果。
手術支援ロボットや画像誘導技術を活用し、精度の高い手術が可能に。
3. DATスキャンによる早期診断支援
放射性薬剤（例：123I-ioflupane）を用いたSPECT検査で、ドパミントランスポーターの減少を可視化。
早期のドパミン神経脱落を検出でき、他の疾患との鑑別にも有用。
4. ウェアラブルデバイスによる運動状態モニタリング
歩行やふるえのデータを加速度センサ・ジャイロセンサで記録・分析。
Apple Watch、スマートインソールなどと連携し、家庭での症状モニタリングや治療効果の評価が可能。
AIで異常を自動検知する研究も進行中。
5. AIによる診断支援と予測モデル
患者の運動データ、音声、筆跡などをAIで解析し、診断補助や進行予測モデルの構築。
例：歩行時の揺れや筆記検査データを用いた診断アルゴリズム。
6. バイオマーカーの臨床応用
血液・唾液・脳脊髄液からα-シヌクレインや神経損傷マーカーを検出。
疾患の早期発見、病期評価、治療反応の指標としての応用を目指す。
日本でもAMEDなどが支援する多施設共同研究が進行中。
7. VR・ARを用いたリハビリテーション
バーチャル空間での歩行訓練やバランス訓練により、モチベーションを維持しながら運動機能を改善。
転倒予防プログラムや「歩幅を広げるトレーニング」に活用。
8. パーソナライズド・メディスン（個別化医療）
遺伝子情報や疾患進行パターンに基づき、患者ごとに最適な薬物治療や介入を選択。
例：COMT遺伝子多型によるL-ドパ代謝の違いを考慮した薬剤選択。
9. 家庭向けアプリ・遠隔医療
スマホアプリで服薬記録・症状ログ・歩行動画などを入力し、医師が遠隔で状態を把握・指導。
特に地方や通院困難な高齢者に有効。
emka TECHNOLOGIES 小動物用テレメトリー easyTELシリーズ
マウス用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能なテレメトリー・遠隔測定システムで、意識下で自由に動く体重20g以上の小型被験体から生理学データを送信します。前臨床研究で使用することを目的としたeasyTEL-Sサイズのインプラントはマウスに最適で、生体電位（ECG、EEG、EMG、EOG）*、体温、活動を継続的に記録する能力を提供します。
ラット用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能なデジタルテレメトリー・遠隔測定システムで、意識を持って自由に動く実験動物から生理学的データを送信します。前臨床研究（主に毒性学、薬理学、安全性薬理学研究）やバイオディフェンスで使用することを目的としたeasyTEL+インプラントは、ラットのような200gを超えるげっ歯類に最適です。さまざまなモデルで、生体電位（ECG*、EEG*、EMG*、EOG*）、血圧（動脈圧および/または左心室圧）、呼吸数**、体温、加速度を連続的に記録できます。
オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。
*心電図(ECG)、脳波(EEG)、筋電図(EMG)、眼電図(EOG)
**胸膜または血圧または横隔膜EMGに由来します。
easyTEL＋S マウス用テレメトリー
マウス用テレメトリー easyTEL＋Sは完全に埋め込み可能なテレメトリー・遠隔測定システムで、意識下で自由に動く約20gまでの小動物から生理学データを送信します。
前臨床研究で使用することを目的としたeasyTEL＋Sのインプラントはマウスに最適で、生体電位（ECG、EEG、EMG、EOG）*、体温、活動を継続的に記録する能力を提供します。
easyTEL+ラット用テレメトリー
ラット用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能なデジタルテレメトリー・遠隔測定システムで、意識を持って自由に動く実験動物から生理学的データを送信します。
前臨床研究（主に毒性学、薬理学、安全性薬理学研究）やバイオディフェンスで使用することを目的としたeasyTEL+インプラントは、ラットのような200gを超えるげっ歯類に最適です。
easyTEL+ 大型動物用テレメトリー
大型動物用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能な大型動物用デジタルテレメトリーシステムです。
意識を持って自由に動く実験動物から生理学的データを送信します。遠隔で管理・設定することができます。
前臨床研究（主に毒性学、薬理学、安全性薬理学研究）やバイオディフェンスでの使用を想定したeasyTEL+インプラントは、1kgを超える大型動物に最適です。
emka TECHNOLOGIES
emka TECHNOLOGIES社は、1992年にフランスで設立され、当初は、アイソレーテッドオーガンバスやランゲンドルフ灌流装置を開発、製造しており、2000年には非侵襲性のテレメトリーをリリース、2014年には、SCIREQ社（カナダ）をグループに入れることにより、呼吸器研究用機器を製品ポートフォリオに加え、幅広い分野の機器を、世界の研究者の方々に提供しています。
オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。
主な製品
マウス・ラット用テレメトリー
ジャケットテレメトリー
オーガンバス
ランゲンドルフ
主な製品
マウス・ラット肺機能測定装置
マウス・ラット呼吸測定装置
吸入暴露装置
細胞暴露装置
その他の製品
Precisionary ビブラトーム（振動式ミクロトーム）
組織切片作製
Precisionary ビブラトームは細胞や組織の切片を特許取得済みの圧縮技術によりビビリなしで作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持します。肺機能を解析した後、肺を取り出しスライスしたり、肺1つから複数の組織サンプルを取得することが可能です。
従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現
Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減
高周波振動メカニズムにより、ビビリマークを低減または除去
持ち運びに便利な軽量設計
完全自動化：切開＋厚み調整
360度のアガロース包埋により、切断プロセス中に組織を安定化
Etaluma Lumascope
インキュベーター内で使用できる３色蛍光ライブセルイメージング蛍光顕微鏡
EtalumaのLumascope（ルマスコープ）は、優れた感度、解像度、ゼロピクセルシフトを備えた、半導体光学の新しいコンセプトで設計された、倒立型小型蛍光顕微鏡です。日々顕微鏡を使用する科学者によって考案、設計され、そのコンセプトデザインにより、インキュベーター、ドラフトチャンバーなどの限られたスペースの中で使用でき、幅広いラボウエアでのライブセルイメージングを可能にします。
多点観察モデル、定点観察モデルがあり、様々な観察シーンに対応できます。
