2015 Fiscal Year Annual Research Report
ミクログリア極性分子スイッチとしてのプロテアーゼ反応に着目した疼痛炎症病態の制御
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15H05015
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中西 博 九州大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (20155774)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武 洲 九州大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (10420598)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | カテプシンB / ミクログリア / M1/M2極性転換 / 疼痛炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではカテプシン群がミクログリアの傷害性（M1）あるいは保護性（M2）の二極性を決定する「分子スイッチ」として働く可能性を明らかにする。具体的には、①IκBα分解・NF-κB活性化におけるカテプシンBの役割の解析、ならびに②低酸素/脳虚血ならびに炎症性疼痛モデルを用い、カテプシンB欠損マウスにおけるミクログリア極性転換の解析を行い、ミクログリア極性「分子スイッチ」としてのカテプシンBの役割について解析を行った。
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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
脳炎症モデルとして低酸素/脳虚血の負荷をかけた野性型マウスでは、海馬に重度の神経傷害が生じていること、神経傷害に先行して海馬に集積したミクログリアにカテプシンBが増大することが明らかになった。一方、カテプシンB欠損マウスでは神経傷害が有意に軽減していた。低酸素/脳虚血を負荷した野性型マウスの海馬より経時的に単離したミクログリアでは、M1様分子（iNOS, TNF-α, IL-1β）の持続的発現とともにM2様分子（arginase-1, IL-4, IL-10）の一過性発現が認められた。ところが、カテプシンB欠損マウスの海馬より単離したミクログリアでは、M2様分子の早期からの一過性発現のみが認められた。培養系における脳虚血モデルである低酸素/低グルコースを負荷すると、培養ミクログリアにおいてオートファジーが誘導され、オートファジーの実行因子であるカテプシンBは、普段は転写因子NF-κBに結合することで不活性化させている抑制因子IκBαを分解し、転写因子NF-κBの核内移行を促進することで傷害性分子の遺伝子転写を誘導した。炎症性疼痛モデルの野性型マウスの脊髄においても、M1様分子の持続的増加が認められた。しかし、炎症性疼痛に対して抵抗性を示すカテプシンB欠損マウスの脊髄ではM1様分子の有意な増大は認められず、M2様分子は有意に増加していた。
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| Strategy for Future Research Activity |
脳炎症において増大したカテプシンBがミクログリアの保護性（M2）から傷害性（M1への「分子スイッチ」として働く可能性が強く示唆された。しかし、カテプシンBはニューロンならびにグリア細胞に広く分布しているため、このことを直接的に証明するはミクログリア特異的にカテプシンBの発現を欠損あるいは低下させたマウスの作成が不可欠と考えられる。そこで、以下の3つの手法を用いて検討を行う。
① Cre-Loxpシステムを用いてカテプシンBのミクログリア特異的な遺伝子欠損マウス作成
② レンチウイルスを用いたミクログリア特異的なカテプシンB siRNAの導入
③ quantamu dotsを用いたミクログリア特異的なカテプシンB 阻害剤の導入
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