虚血性神経疾患に伴うミクログリアや神経細胞機能変化とpH感知性受容体

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06767
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 佐藤 幸市 群馬大学, 生体調節研究所, 准教授 (00302498)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: プロトン感知性受容体 / G蛋白共役型受容体 / 脳虚血 / ミクログリア / 脳内炎症 / 炎症性サイトカイン / 細胞死 / 酸性pH

Outline of Annual Research Achievements

中枢神経系のpH変化は神経機能に重篤な影響を及ぼすと考えられるが、そのメカニズムは依然不明である。脳神経系には複数のpH感知性Gタンパク質共役型受容体（GPCR、pH 7.6～6.0）が発現している。本計画では、脳虚血や梗塞と関連した生体でのpH感知性受容体の役割を個体レベルで探索している。また、pH感知性GPCRがミクログリア活性制御、神経の細胞死や神経機能への影響をインビトロで解析している。平成27年度では、脳虚血後の細胞ダメージとその回復過程にpH感知性GPCRがどのような役割を担っているか、これら受容体欠損マウスの脳虚血モデルを用いて解析し、以下のような実績を得た。
（１）中大脳動脈の虚血（閉塞・再灌流）によりマウス脳組織におけるIba1やGFAPの発現が誘導される。同様に、プロトン感知性GPCRサブタイプのTDAG8発現誘導が観察された。
（２）pH感知性TDAG8発現はマウス脳においてIba1陽性細胞に観察された。また、培養の結果からミクログリアに発現しているプロトン感知性GPCRは主にTDAG8であると推測された。
（３）pH感知性TDAG8欠損による脳虚血マウスの運動機能、梗塞領域への影響を調べた。脳虚血マウスでは対象マウスに比較して明らかな運動機能傷害を示すが、TDAG8欠損マウスではさらに悪化していた。また、脳梗塞領域はTDAG8欠損マウスで有意に増加した。
このように、ミクログリアのTDAG8は中大脳動脈の虚血による脳梗塞に対して抑制的に機能していると推測された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成27年度では、マウスに中大脳動脈閉塞手術を施し、酸性ストレスに対するプロトン感知性受容体の役割を個体レベルでの解析を中心に探索してきた。プロトン感知性受容体TDAG8が中大脳動脈の虚血再灌流による脳梗塞に対して抑制的な関与が推測された。しかし、虚血再灌流後の脳組織における神経細胞、グリア細胞の詳細な状況を観察すること、これらに関連した機能分子の定量的解析まで至らなかった。今後、他のプロトン感知性受容体サブタイプの解析も含め、このような未解決の項目に関して継続してpH感知性受容体の役割を探索する。

Strategy for Future Research Activity

脳虚血による酸性ストレスに対するプロトン感知性受容体の役割を探索するため、マウスの中大脳動脈閉塞による虚血モデルを用いて27年度で未解決の項目に関して継続して行う。また、プロトン感知性受容体が脳虚血と関連したミクログリアの活性制御に関与しているのか、炎症性サイトカイン産生とpH感知性受容体の関連性を解析する。さらに、培養ミクログリアに焦点をあて細胞外酸性pH応答の作用機構を調べる。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 国立ブサン大学(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: 国立ブサン大学
• [Int'l Joint Research] 内モンゴル医科大学(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: 内モンゴル医科大学
• [Int'l Joint Research] 内モンゴル大学(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: 内モンゴル大学
• [Journal Article] Two zebrafish G2A homologs activate multiple intracellular signaling pathways in acidic environment. (2016)
  • Author(s): Y. Ichijo, Y. Mochimaru, M. Azuma, K. Satou, J. Negishi, T. Nakakura, N. Oshima, C. Mogi, K. Sato, K. Matsuda, F. Okajima, H. Tomura
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 469 Pages: 81-86
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.11.075
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protective role of proton-sensing TDAG8 in lipopolysaccharide-induced acute lung injury. (2015)
  • Author(s): H. Tsurumaki, C. Mogi, H. Aoki-Saito, M. Tobo, Y. Kamide, M. Yatomi, K. Sato, K. Dobashi, T. Ishizuka, T. Hisada, M. Yamada, F. Okajima
  • Journal Title: Int. J. Mol. Sci. Volume: 16 Pages: 28931-28942
  • DOI: 10.3390/ijms161226145
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Angiotensin II reduces lipoprotein lipase expression in visceral adipose tissue via phospholipase C β4 depending on feeding but increases lipoprotein lipase expression in subcutaneous adipose tissue via c-Src. (2015)
  • Author(s): T. Uchiyama, S. Tomono, K. Sato, T. Nakamura, M. Kurabayashi, F. Okajima
  • Journal Title: PloS One Volume: 10 Pages: e0139638
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0139638
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Acidic environment augments FcεRI-mediated production of IL-6 and IL-13 in mast cells. (2015)
  • Author(s): Y. Kamide, T. Ishizuka, M. Tobo, H. Tsurumaki, H. Aoki, C. Mogi, T. Nakakura, M. Yatomi, A. Ono, Y. Koga, K. Sato, T. Hisada, K. Dobashi, M. Yamada, F. Okajima
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 464 Pages: 949-955
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.07.077
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Omega-3 fatty acids induce Ca2+ mobilization responses in human colon epithelial cell lines endogenously expressing FFA4. (2015)
  • Author(s): J.-M. Kim, K.-P. Lee, S.-J. Park, S. Kang, J. Huang, J.-M. Lee, K. Sato, H.-Y. Chung, F. Okajima, D.-S. Im
  • Journal Title: Acta Pharmacol. Sin. Volume: 36 Pages: 813-820
  • DOI: 10.1038/aps.2015.29
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characterization of imidazopyridine compounds as negative allosteric modulators of proton-sensing GPR4 in extracellular acidification-induced responses. (2015)
  • Author(s): A. Tobo, M. Tobo, T. Nakakura, M. Ebara, H. Tomura, C. Mogi, D.-S. Im, N. Murata, A. Kuwabara, S. Ito, H. Fukuda, M. Arisawa, S. Shuto, M. Nakaya, H. Kurose, K. Sato, F. Okajima
  • Journal Title: PloS One Volume: 10 Pages: e0129334
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0129334
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Extracellular acidification synergizes with PDGF to stimulate migration of mouse embryo fibroblasts through activation of p38MAPK with a PTX-sensitive manner. (2015)
  • Author(s): C. An, K. Sato, T. Wu, M. Bao, L. Bao, M. Tobo, A. Damirin
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 460 Pages: 191-197
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.03.006
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 脳虚血再灌流モデルマウスの脳傷害におけるプロトン感知性受容体TDAG8の役割 (2015)
  • Author(s): 佐藤幸市、当房文香、当房雅之、茂木千尋、岡島史和
  • Organizer: BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] プロトン感知性受容体GPR4選択的阻害物質の特性解析：imidazopyridine化合物による負のアロステリック作用 (2015)
  • Author(s): 当房文香、佐藤幸市、当房雅之、茂木千尋、岡島史和
  • Organizer: BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] Acidic pH inhibits interleukin-1β production by down-regulation of mitogen-activated protein kinase activity through the TDAG8/protein kinase A pathway in mouse microglia. (2015)
  • Author(s): K. Sato, Y. Jin, A. Tobo, M. Tobo, C. Mogi, F. Okajima
  • Organizer: 第58回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ（埼玉県さいたま市）
  • Year and Date: 2015-09-11 – 2015-09-13
• [Presentation] 血中リポ蛋白リパーゼとレムナント・リポ蛋白の相互関係について (2015)
  • Author(s): 中嶋克行、佐藤幸市、岡島史和、宮下和也、今村茂行、小林淳二、白川尚史、下村洋之助、町田哲男、角野博之、村上正巳
  • Organizer: 第57回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 一橋大学一橋講堂（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-29
• [Remarks] 群馬大学ホームページ
  • URL: http://www.gunma-u.ac.jp/
• [Remarks] 群馬大学生体調節研究所ホームページ
  • URL: http://www.imcr.gunma-u.ac.jp/
• [Remarks] 生体調節研究所シグナル伝達グループホームページ
  • URL: http://signal-transduction.imcr.gunma-u.ac.jp