温度感受性TRPチャネルを介したミクログリアの運動制御機構

• Project/Area Number: 20K17839
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55050:Anesthesiology-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 西本 れい 岡山大学, 医学部, 客員研究員 (60789585)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: ミクログリア / イオンチャネル / 低体温療法 / TRPチャネル

Outline of Research at the Start

低体温療法は心肺蘇生後患者の蘇生後脳症に対する脳保護を目的とした治療法であり、神経学的予後を改善するが、急性期の一時的な低体温が慢性期の予後にどのように影響するか、明らかにされていない。本研究は、蘇生後脳症の病態生理に関与するとされる中枢神経系の免疫担当細胞ミクログリアの温度受容メカニズムに着目し、温度による運動性の変化とそれにおける温度感受性TRPチャネルの活性化の関与を明らかにする。温度受容の責任分子を解明することで、代替の治療法や創薬への展開が期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、低体温療法の脳保護作用の分子基盤を明らかにするため、中枢神経系のグリア細胞であるミクログリアに着目し、ミクログリアが温度感受性 TRPチャネルを介して温度を感じて細胞機能(遊走)を変化させること、及びそのメカニズムを明らかにすることである。令和3年度までに、初代培養マウスミク ログリアの運動には温度依存性があること、in vivo imagingによりミクログリアの突起運動にも温度依存性があり、温度感受性TRPチャネルサブタイプのTRPV4 がより関与する結果をえ、発表した(Nishimoto and Derouiche 2021)。また、マウスミクログリア初代培養を用いた実験において、別の温度感受性TRPチャネルTRPM4の関与が示唆されていたものの、RNA干渉法によるTRPM4遺伝子ノックダウンでは解析できなかったことから、CRISPR/Cas9システムを用いてTRPM4遺伝子欠損マウスを作製した。TRPM4遺伝子欠損マウスからのミクログリア初代培養について、タイムラプスイメージングを用いて細胞運動解析を行なった結果、野生型と同様、TRPM4遺伝子欠損ミクログリアの動きは温度依存的であった。以上より、ミクログリアの温度依存的細胞運動には、 TRPV4がもっとも関与すると考えられた。本研究の結果から、ミクログリアの運動制御機構として、体温による運動変容およびTRPV4活性のコントロールによってミクログリアの運動を制御できる可能性が示唆された。得られた結果をまとめ、論文投稿予定である。申請者の海外留学のため、令和5年度途中から本研究の中断を申請し、受理された。

Research Products

• [Journal Article] Thermosensitive TRPV4 channels mediate temperature-dependent microglia movement (2021)
  • Author(s): Rei Nishimoto, Sandra Derouiche, Kei Eto, Aykut Deveci, Makiko Kashio, Yoshitaka Kimori, Yoshikazu Matsuoka, Hiroshi Morimatsu, Junichi Nabekura, and Makoto Tominaga
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume: 118 Issue: 17
  • DOI: 10.1073/pnas.2012894118
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 温度制御下タイムラプスイメージングを用いたTRPM4遺伝子 欠損マウスミクログリアの運動解析 (2023)
  • Author(s): 西本 れい、松岡 義和、 富永 真琴
  • Organizer: 日本生理学会第100回記念大会
• [Presentation] ミクログリアの温度依存的動きに関与するTRPチャネルサブタイプの同定 (2022)
  • Author(s): 西本 れい、松岡 義和、 富永 真琴
  • Organizer: 日本麻酔科学会第69回学術集会
• [Presentation] ミクログリアの温度依存的運動と TRPV4 の関与 (2021)
  • Author(s): 西本 れい
  • Organizer: 生理学研究所研究会 2021年度TRP研究会