2017 Fiscal Year Annual Research Report
Phenotypic interactions between neutrophils and macrophages/microglia in the pathogenesis of intracerebral hemorrhage
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16H04673
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
香月 博志 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (40240733)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 脳出血 / 好中球 / ミクログリア / マクロファージ / ニコチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、脳出血発症後に進行する内包領域の軸索路損傷・修復過程を大きく左右すると推定される浸潤好中球の病態生理学的役割に焦点を当て、内包出血後に脳組織内で産生される好中球走化因子の役割の解明や、好中球によって動員されるミクログリア／マクロファージ(MG／MΦ)の病態への関与の解析、MG／MΦによる浸潤好中球の制御に関する解析に加え、浸潤好中球およびMG／MΦのフェノタイプの制御が内包出血の病理・病態に及ぼす影響の解析を行い、好中球関連事象を標的とした新たな脳出血薬物治療戦略の提唱を目指す。本年度はまず、内包出血と比較検証することを目的として、高齢化と共に症例数の増加している皮質下出血の病態モデル解析と薬物による治療効果の検証を進めた。マウス大脳皮質頭頂領域の感覚野と運動野の境界付近にコラゲナーゼを微量投与して皮質下出血を誘発するモデルを作成し、当該モデルにおいて著明な運動機能障害が誘発されることを示した。また出血誘発後からニコチンを連日投与することにより運動機能障害が軽減されるとともに損傷領域の神経細胞死やグリア細胞の活性化が抑制されたが、この時好中球の浸潤にはニコチンの効果が認められず、内包出血と皮質下出血とでは好中球依存性の脳内炎症応答の病態形成への寄与が異なることが示唆された。一方で、好中球様に分化させたHL60細胞と培養大脳皮質・線条体組織切片との相互作用を解析する実験系を構築し、血中プロテアーゼのトロンビンを作用させた際の病理・生化学的変化を解析したところ、脳組織の共存下ではHL60細胞からの炎症性サイトカイン(IL-1β)産生が増強し、逆に抗炎症性サイトカイン(IL-10)産生が抑制されることが判明した。したがって、出血性の傷害を受けた脳組織由来の何らかの可溶性因子が好中球のフェノタイプを制御する可能性が示された。
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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
皮質下出血の病態モデル作出に成功し、特に好中球性炎症応答に関して異なる脳領域（内包を含む大脳基底核と大脳皮質）の脳出血病態の間の相違を示唆する重要な知見を見出し、論文発表を行った。また、好中球－脳組織間の相互作用を解析するための実験系の構築が着実に進んでおり、外的要因による好中球フェノタイプの変換がin vitroで簡便に解析できる状況となっている。さらに、出血後の損傷脳組織における血管新生の解析系についても検証を進めており、組織修復における好中球の役割について多面的に検証を行う体制が整った。これらのことから、今後も予定している研究項目を滞りなく実施できるものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
１） 内包出血病態形成における浸潤好中球の役割の解明：抗PMN抗体を用いた好中球枯渇が内包出血の病態に及ぼす影響について、抗PMN抗体の投与を内包出血誘発24-72時間後より行い、後期相の好中球浸潤のみを抑制した場合の効果を検討する。線維束構造の破綻・修復に対する効果や長期的な運動機能障害への影響を解析するのに加え、各条件下での浸潤好中球およびMG／MΦ各フェノタイプの脳内分布の時系列的変化を明らかにする。
２）内包出血病態形成における好中球走化因子の役割の解明： CXCL2およびLTB4シグナルの薬理学的遮断が内包出血病態に及ぼす効果を解析する。皮膚組織損傷ではCXCL2とLTB4が協調して好中球浸潤を促進するとの知見があるため(J Immunol. 192:4361-4369, 2014)、両者の遮断薬・阻害薬の併用による効果について検討する。また、CXCR2欠損マウスおよびBLT1欠損マウスを用いて内包出血を誘発し、好中球浸潤の程度とフェノタイプ、組織内MG／MΦフェノタイプ、内包線維束の傷害および運動機能障害の程度を調べる。
３）好中球-MG／MΦフェノタイプ連関を標的とした内包出血病態への治療介入法の検証：PPARγ作動薬活性を有する化合物がMGのM2様極性化を介して神経保護効果を発揮することから、PPARγ作動薬投与下での内包出血病態(好中球フェノタイプへの影響含む)について解析する。またTGFβが好中球のN2型への極性化を促すこと、G-CSFが好中球の組織保護性を増強することが示唆されているので、内包出血モデルにおける浸潤好中球フェノタイプ、MG／MΦの集積とフェノタイプ、軸索路の傷害・修復、および運動機能障害に対するTGFβおよびG-CSFの効果を調べる。
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