脳マスト細胞およびミクログリア同時イメージングによるミクログリア活性化機構の解明

• Project/Area Number: 22K06445
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: 坂井 謙斗 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任助教 (30646352)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小泉 修一 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10280752)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: ミクログリア / 脳マスト細胞

Outline of Research at the Start

本研究の目的は「末梢炎症反応に脳内マスト細胞が応答し、ミクログリアが活性化される」という仮説を in vivo イメージングにより証明することである。
2 光子顕微鏡を用いた脳内マスト細胞-ミクログリア in vivo 同時イメージング法を開発し、両細胞の解剖学的および機能的解析を行う。両細胞間の相互作用は、それぞれの細胞を薬理学的および分子生物学的に制御することで明らかにする。本研究により「脳内マスト細胞ミクログリア連関」という脳疾患早期の新たな分子病態の解明が期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

申請者の研究グループは、慢性疼痛およびてんかんなどの病態マウスモデルにおいて、環境変化に敏感なミクログリアが早期に活性化し、それがアストロサイトに伝わることで疾患が進展することを報告してきた。最近、免疫細胞マスト細胞が脳内にも存在し、脳内外の炎症早期に early responder として反応することで、脳内炎症のトリガーとなる可能性が示唆された。そこで本研究では「末梢炎症反応に脳内マスト細胞が応答し、ミクログリアが活性化される」という仮説に基づき、これを in vivo イメージングにより証明する。
2 光子顕微鏡を用いた脳内マスト細胞-ミクログリア in vivo 同時イメージング法を開発するため、初年度は両細胞を可視化するための遺伝子改変マウスの作製、脳内マスト細胞の局在を調べた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

マスト細胞にtdTomatoを遺伝的に発現するマウスを作製し、マスト細胞の可視化に成功した。さらにこれをミクログリアの可視化が可能なCX3CR1-GFPマウスと掛け合わせることで、マスト細胞およびミクログリア両細胞の可視化が可能となった。既報の通り、脳内マスト細胞は海馬、視床、視床下部などで認められた。興味深いことに、脳内マスト細胞はミクログリアとよく接触しており、何らかの影響を (相互に？) 与えていることが示唆された。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、作製したマウスを利用し、脳内マスト細胞-ミクログリア in vivo 同時イメージング法を確立する。そして両細胞の解剖学的および機能的解析を行っていく。