脳傷害部位へ遊走するマイクログリアの細胞内分子メカニズムの解明

• Project/Area Number: 16790822
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Cerebral neurosurgery
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 高橋 寿明 愛媛大, 医学部, 助手 (20363228)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2004: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: マイクログリア / LIMキナーゼ / アクチン細胞骨格 / 遺伝子欠損マウス

Research Abstract

中枢神経系を構成するグリア細胞の一つであるマイクログリアは、神経傷害や神経疾患時には脳傷害部位に遊走し、神経病理過程の修飾を行う。また最近我々は、マイクログリアが神経細胞等の補充を行う「幹細胞」としての可能性を報告した。従ってマイクログリアの傷害部位への遊走は脳傷害の神経病理過程の修復や神経細胞の補充の面からも重要な機能であると推測される。これまでの知見からマイクログリアの遊走メカニズムに関してはアクチン細胞骨格の制御が深く関わっていることが示唆されているものの不明な点が多いのが現状である。そこでアクチン細胞骨格の再構築に寄与するLIMキナーゼ(LIMK1、LIMK2)のマイクログリア遊走時における機能的役割を解明し、神経傷害や神経疾患の治療法の開発に繋げていくことが本研究の目的である。本年度はLIMK1とLIMK2の遺伝子欠損が生理的条件下で脳・神経系にどのような影響を及ぼすか検討した。
LIMK1とLIMK2の両遺伝子欠損マウス(LIMK1/2-KO)は正常に発育し、大脳や小脳の層構造や神経細胞、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、マイクログリアの細胞数には顕著な異常も認められなかった。しかしながら、LIMKの基質でありアクチン脱重合因子であるコフィリンの顕著なリン酸化の減少や神経細胞のスパイン構造に異常が認められた。また電気生理学的解析から海馬CA1領域のfEPSPs(field excitatory post-synaptic potential)やLTP(long-term potentiation)にも顕著な異常が認められた。以上の結果よりLIMKはアクチン細胞骨格の制御を介してシナプスの機能に関与していることが明らかとなった。今後、LIMK1-KO、LIMK2-KO、LIMK1/2-KOなどを用いて脳障害モデルマウスを作製し、マイクログリアの傷害部位への遊走機構を解析していく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Regulation of ADF/cofilin phosphorylation and synaptic function by LIM-kinase. (2004)
  • Author(s): Y.Meng, H.Takahashi, J.Meng, Y Zhang, G.Lu, A.Asrar, T.Nakamura, Z.Jia
  • Journal Title: Neuropharmacology 47・5 Pages: 746-754