ミクログリアの細胞老化現象に着目した認知機能障害の発症・増悪機構の解明と応用
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22K07371
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
中村 庸輝 広島大学, 医系科学研究科(薬), 助教 (60711786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森岡 徳光 広島大学, 医系科学研究科(薬), 教授 (20346505)
中島 一恵 (久岡一恵) 広島大学, 医系科学研究科(薬), 助教 (20393431)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | ミクログリア / 細胞老化 / 認知機能障害 / 精神神経疾患 |
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| Outline of Research at the Start |
認知機能障害は、有効な治療法が少なく患者の生活の質を著しく低下させるため、新規治療戦略の確立が望まれている。免疫担当細胞であるミクログリアは、脳内の恒常性の維持に寄与する一方で、その異常活性化は認知機能障害を含む中枢神経疾患の発症・増悪にも関与することが報告されている。また、近年脳内のミクログリアは加齢に伴って、その機能が変容することから、細胞老化現象が誘導されている可能性が示唆されている。しかしながら、細胞老化したミクログリアが認知機能障害の病態へ与える影響には不明な点が多く残っている。そこで、本研究課題はミクログリアの細胞老化に着目し、認知機能障害に対する新たな治療戦略仮説を立案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞培養系でのミクログリアの機能解析では、齧歯類の新生仔などから作製した初代培養細胞が汎用されており、細胞老化の影響が考慮されていない。そこで、初代培養ミクログリアに対して複製老化を誘導した老化様ミクログリアの作製を試みた。ラット新生仔の大脳皮質から酵素処理分散法にて作製した混合グリア細胞を振盪することで、ミクログリアを単離した。さらに、振盪によりミクログリアを単離・除去した混合グリア細胞を再度培養することで、一部残存したミクログリアからの再増殖を確認した。これらの振盪単離と再増殖のサイクルを繰り返した結果、培養後期の混合グリア細胞より単離したミクログリアでは、培養初期に単離した細胞と比較し、細胞老化マーカーである p16 INK4a mRNA 発現量が有意に増加しており、これを "老化様ミクログリア" とした。また、この老化様ミクログリアでは、lipopolysaccharide 刺激による炎症性サイトカイン発現量が有意に増強されることも明らかにした。以上より、老化様ミクログリア細胞評価系の作製手法を確立し、本細胞では炎症応答性が亢進していることを示した。
さらに、若齢マウス (3ヶ月齢) と比較して、老齢マウス (24 ヶ月齢) では社会行動性や、新規環境下における摂餌までの時間が低下し、うつ・不安様行動を呈することが明らかとなった。一方で、Y迷路試験及び新奇物体認識試験において、認知機能の低下は観察できなかった。次に、うつ・不安様行動との関連が示されている脳部位である前帯状皮質、海馬においてミクログリアを観察した結果、p16 INK4a の発現割合が亢進していることが明らかとなった。以上より、老化によって脳内のミクログリアの細胞老化が進行し、行動表現型に影響を与える可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度は、老化様ミクログリアの作製手法を確立し、炎症応答性の変化を明らかにした。また、現在、老化マーカーとして、β-galactosidase の染色像の変化、テロメア長の測定にも着手している。 さらに、自然老化マウスの脳内ミクログリアの解析から、興味深い知見を得ている。また、ミクログリアを枯渇させるためPLX3397を含有した餌も購入済みであり、次年度の実験計画もスムーズに進行できるものと想定している。 上記の実験技術、実験結果を基に、加齢がミクログリアに及ぼす影響の実態を解明する準備が整ったものと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
確立した老化様ミクログリア細胞評価系を用いて、RNA シークエンス法による網羅的な遺伝子解析、パスウェイ解析から炎症応答性亢進メカニズムの解明を試みる。また、自然老化マウスのミクログリアをフローサイトメータを用いて単離し、老化様ミクログリアとの遺伝子発現の比較解析を行う。
自然老化マウスの認知機能の解析に関しては、上記の試験に加え空間学習と記憶を評価するバーンズ迷路試験も実施する。さらに、マウス脳内のミクログリアを選択的に老化させた老化様ミクログリア動物評価系を作製し、行動変容への影響を解析する。
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Report
(1 results)
Research Products
(11 results)
