神経細胞死に応答して活性化する新規ミクログリア由来遺伝子の同定

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09480217
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 小池 達郎 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80128131)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 秀逸 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90202431) ; 渡辺 雅彦 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (70210945)
• Keywords: ミクログリア / アポトーシス / 小脳 / 顆粒細胞 / リソゾーム

Research Abstract

生後1週間のラット小脳より単離した小脳顆粒細胞は2-4DIVで突起伸長・分化し、5-6DIVには約半数が死滅する。この過程はアポトーシスである。小脳顆粒細胞とグリア細胞の共培養系を作製することにより、神経細胞死に伴い発現が変化するグリア細胞の応答遺伝子を探索できる。3DIVの培養細胞をコントロールとし、5DIVで顕著に発現する遺伝子をdifferential hybridization法により検索した結果、細胞死に伴って活性化する6遺伝子が認められた。その1つをmrf-1と命名した。前年度に続いてmrf-1遺伝子の機能を解析するため、蛋白質レベルでの発現調節機構を調べた。その結果、ミクログリアが脳内の環境を敏感に認識し、脳が正常に向かうときはMRF-1の発現レベルは減少し、損傷を受けたときはその発現レベルは上昇した。ここで、MRF-1の発現調節機構として、発現減少機構ではATP刺激による細胞内Ca^<2+>流入の関与を、又、発現上昇機構ではグルタミン酸刺激によるcAMPの関与を考えた。次に、発現上昇する遺伝子(gcd-10)の配列を決定した。この遺伝子はマウス造血細胞由来のLAPTm5/E3と高い相同性を示した。これはリソゾームに局在する膜蛋白質であり、このため、培養ミクログリアや過剰発現系細胞を用いて免疫組織化学を行ったところ、細胞死に応答して発現上昇するリソゾーム遺伝子と判明した。細胞死に応答してリソゾームの機能亢進が起こると推定されるが、リソゾームにおける機能も不明であり、その機能解明が待たれる。

Research Products

• [Publications] K. Sakai: "Up-regulation of cyclin D_1 occurs in apoptosis of immature but not mature cerebellar granule neurons"J. Neurosci. Res.. 58. 396-406 (1999)
• [Publications] R. Yagi: "Thapsigargin induces microglial transformation from amoeboid to ramified type in vitro"Glia. 28. 49-52 (1999)
• [Publications] S. Tanaka: "Microglial Response Factor-1 : constitutive expression in ramified microglia and upregulation upon necrotic cell death"Zool. Science. (in press).
• [Publications] K. Suzuki: "Neural Development"Springer-Verlag, Tokyo K. Ueyama eds.. 544 (1999)