脊髄損傷後の2次損傷における炎症増幅因子IκBζの役割

• Project/Area Number: 21K16663
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 白石 康幸 自治医科大学, 医学部, 助教 (50646338)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: IκB-ζ / 脊髄損傷 / 炎症 / 転写因子

Outline of Research at the Start

コンディショナルノックアウトマウスにおいて脊髄損傷モデルを作成し、血液中の免疫細胞に発現したIκBζが脊髄損傷の2次損傷に与える影響を明らかにしたい。中枢神経の免疫担当細胞の一つであるアストロサイトにおいてIκBζが欠損したマウス（GFAP-Cre:Nfkbiz fl/fl）を用いて、アストロサイトに発現したIκBζの機能を明らかにしたい。GFAP-Creマウスは購入可能であり、既に樹立したマウスとの交配で新たに作成することが可能である。IκBζを介した脊髄損傷後の免疫応答を、血液細胞とアストロサイトで個別に解析することで、2次損傷におけるIκBζの役割をより詳細に明らかにできると考えている。

Outline of Annual Research Achievements

IκB-ζは、炎症刺激に伴い発現誘導される核内IκBファミリータンパク質であり、脊髄損傷（SCI）との関連は未だ解明されていない。我々はIκB-ζが脊髄損傷後の炎症に関与しており、IκB-ζ欠損により脊髄損傷後の機能回復が促進されると推測している。2020年のThe Journal ofImmunology 2020に掲載された「Induction of IκBζ Augments Cytokine and Chemokine Production by IL-33 in Mast Cells」を参考に、IκB-ζのノックアウトマウスを用いた研究を進めている。健常マウス（WT）の損傷した脊髄内でIκB-ζが増加しているかを調べた。脊髄損傷を行わないControlに比べて脊髄損傷モデルの脊髄では、損傷後1日目にIκBζが4倍に増加した。この結果から、IκB-ζが脊髄損傷後の炎症に関与していることが示された。また、凍結精子からIκB-ζコンディショナルノックアウトマウス(KO)を作成した。WTとKOにおける脊髄損傷後のIκB-ζと運動機能に着目した実験を行っている。KOにおける脊髄損傷後1日目のIκB-ζはWTの2.7倍であった。今回使用しているKOは特定の臓器で遺伝子が欠損しており、血球由来の細胞・組織でのみIκBζが欠損しているものと推察している。運動機能については、WT、KOとも脊髄損傷後14日までは両群に有意差がなかったが、脊髄損傷後14日以降ではKOで運動機能の回復が有意に良好であった。この結果から、IκB-ζ欠損により脊髄損傷後の運動機能回復が促進する可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

IκB-ζが脊髄損傷の2次損傷に与える影響について実験を行っている。
WTの脊髄損傷後1日目にIκB-ζが増加することが分かり、IκB-ζのKOでは脊髄損傷後2週以降で運動機能回復が促進することが示された。骨髄移植後にも同様の傾向を示している。
研究課題は順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

骨髄移植実験と免疫組織学的な実験を追加して、脊髄損傷におけるIκB-ζの役割について詳細を明らかにする。