マイクログリアおよびマクロファージを利用した革命的脊髄損傷治療法の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16390442
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 田中 潤也 愛媛大学, 医学部, 教授 (70217040)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 晴康 愛媛大学, 医学部, 教授 (10092446) ; 今井 嘉紀 愛媛大学, 医学部, 助教授 (20270689) ; 尾形 直則 愛媛大学, 医学部, 助手 (30291503) ; 鈴木 俊二 愛媛大学, 医学部, 助手 (60372728) ; 高橋 寿明 愛媛大学, 医学部, 助手 (20363228)
• Keywords: マイクログリア / アストロサイト / 神経細胞 / 神経系前駆細胞 / オリゴデンドロサイト / 分化転換 / 神経組織再生 / 脊髄損傷

Research Abstract

多分化能を持つマイクログリアの特性決定
我々は、マイクログリアを高濃度の血清存在下で培養を続けることにより脱分化させると、多分化能を獲得し、神経細胞やオリゴデンドロサイト、アストロサイトに変化しうることを見いだした。このような分化転換をするのは、NG2コンドロイチン硫酸プロテオグリカンを発現し、ES細胞と同様にアルカリフォスファターゼ活性を有するマイクログリアのサブタイプのみであることが判明した。
II中枢神経損傷モデル
我々は、成熟ラット脊髄の圧迫損傷モデルと脳の針刺し損傷モデルにおいて、マイクログリアまたはマクロファージ様細胞が関与する損傷修復機構を詳紳に検討した。損傷後早期から損傷部には多数のマイクログリアマーカー陽性細胞が存在し、盛んに増殖していた。これらの細胞の多くは神経系の多能性幹細胞マーカーを発現していた。損傷部よりマイクログリア様細胞を分離し培養すると、神経外胚葉系細胞が高率に発生してくることが判明し、脳の多能性未分化前駆細胞がミクログリア様細胞であることがより明確になった。更に損傷脊髄に注入したマイクログリア由来未分化前駆細胞が、アストロサイトに分化することを確認した。
IIIマイクログリアへの遺伝子、タンパク質導入法の開発
我々は、ポリアルギニンやポリエチレンイミンなどの陽イオン物質にミクログリア細胞膜透過性があることを見出し、これらの細胞膜通過物質に有用な物質を結合して、ミクログリア内に導入させる方法を開発した。
IVマイクログリアに多分化能をもたらす分子の同定
DNAアレイにより、マイクログリアに多分化能をもたらす分子の同定を目指した。その結果数個の有望な遺伝子を分離した。これらの多くは、ES細胞での高発現がみられた。IIIで開発した技術とあわせ、患者由来のマクロファージにこれらの遺伝子を導入し、神経前駆細胞として、損傷脊髄の治療に役立て得るものと期待している。

Research Products

• [Journal Article] Protective effect of vitamin E against focal brain ischemia and neuronal death through induction of target genes of hypoxia-inducible factor-1. (2004)
  • Author(s): Zhang, B., Tanaka, J., Yang, L., Yang, L., Sakanaka, M., Hata, R., Maeda, N., Mitsuda, N.
  • Journal Title: Neuroscience 126 Pages: 433-440
  • Description: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [Journal Article] L-Serine-mediated release of apolipoprotein E and lipids from microglial cells. (2004)
  • Author(s): Mori K, Yokoyama A, Yang L, Yang L, Maeda N, Mitsuda N, Tanaka J
  • Journal Title: Experimental Neurology 185 Pages: 220-231
• [Journal Article] Microglia, a potential source of neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. (2004)
  • Author(s): Yokoyama A, Yang L, Itoh S, Mori K, Tanaka J
  • Journal Title: Glia 45 Pages: 96-104
• [Journal Article] Regulation of ADF/cofilin phosphorylation and synaptic function by LIM-kinase. (2004)
  • Author(s): Y.Meng, H.Takahashi, J.Meng, Y Zhang, G.Lu, A.Asrar, T.Nakamura, Z.Jia
  • Journal Title: Neuropharmacology 47 Pages: 746-754
• [Journal Article] Macrophage/microglia-specific protein Ibal binds to fimbrin and enhances actin-bundling activity of fimbrin. (2004)
  • Author(s): Ohsawa, K., Imai, Y., Sasaki, Y., Kanazawa, H., Kohsaka, S.
  • Journal Title: J.Neurochem. 88 Pages: 844-856
• [Journal Article] Human CD34+ cells differntiate into microglia and express recombinant therapeutic protein. (2004)
  • Author(s): Asheuer, M., Pflumo, F., Benhamida, S., Dubart-Kupperschmitt, A., Imai, Y., Aubourg, P., Cartier, N.Kupperschmitt, A., Imai, Y., Aubourg, P., Cartier, N.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 101 Pages: 3557-3562
• [Journal Article] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of macrophage/microglia-sepcific calcium-binding protein Ibal. (2004)
  • Author(s): Yamada, M., Imai, Y., Kohsaka, S., Kamitori S.
  • Journal Title: Acta Crystallogr.D Biol.Crystallogr. 60 Pages: 569-571