2018 Fiscal Year Research-status Report
Sema4Dによるオリゴデンドロサイトとミクログリアの発達制御機構の解明
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16K08442
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
稲垣 忍 大阪大学, 医学系研究科, 特任研究員 (90151571)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土江 伸誉 兵庫医療大学, 共通教育センター, 講師 (00434879)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | オリゴデンドロサイト / 活性化ミクログリア / iNOS / アルギナーゼ / ポリアミン / 脳虚血傷害 / セマフォリン / 発達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生後マウスの大脳皮質発達におけるオリゴデンドロサイトの成熟化とミクログリアの発達の時期や分布が類似すること、オリゴデンドロサイトが細胞膜型Sema4Dを発現し分泌すると考えられること、Sema4Dがオリゴデンドロサイトの発達・成熟に抑制性に関与することから、生後に著しく形態変化し、数を増加し、分布を拡大するミクログリアの発達に同分子が関与すると仮説を立て実験を進めた。Sema4D欠失マウスの大脳皮質では、オリゴデンドロサイトの発達亢進がみられたが、ミクログリアの発達や成熟化に明らかな遅れあるいは亢進は観察できなかった。そこで、脳虚血傷害モデルを使って、傷害によって活性化されたミクログリアに対するSema4Dの影響を検証した。梗塞叢とその近傍で生じたミクログリアの活性化、特に傷害によるNO産生の上昇がSema4D欠失により緩和されていたことから、Sema4Dがミクログリアの活性化や炎症性サイトカインの発現に関与することが示唆された。このNO産生の上昇の緩和機序について、iNOSの基質であるArginineと基質を競合するArginaseの発現は変化しなかったが、Arginase活性は亢進していた。さらにArginaseの産物であるOrnithineから合成されるポリアミンについて調べた。ポリアミンは細胞増殖に必須であること、Sema4D欠失の梗塞脳ではオリゴデンドロサイト前駆細胞やミクログリアの増殖が亢進していたことから、Sema4D欠失によってArginine→Ornithineから産生されるポリアミン合成が亢進したため、基質であるArginineを取り合ってNO産生が抑制された可能性が考えられたので、これを検証している。以上の結果から、関与する傷害によるミクログリアの炎症性や細胞増殖制御に関与するSema4Dの作用にポリアミン産生系が関与することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
生後のオリゴデンドロサイト発達と成熟化はSema4D欠失により亢進したが、ミクログリア発達・成熟化への関与を見出すことができなかった。そこで、オリゴデンドロサイトとミクログリアの発達における相互作用を調べる代わりに、成熟マウスの傷害モデルを用いた実験を進めることとした。平成30年4月に研究実施場所、研究メンバー、研究動物の移動や変更があった。また、6月の大阪北摂地震の影響のため自宅と研究実施場所が被害を受け、建物や機器の修理が必要となった。これらの理由により研究が遅延した。その後、脳傷害モデルを用いて進めた解析はほぼ順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
脳組織や細胞活動に必須である脳組織のポリアミン量は安定しているため、傷害などによるその変動は小さいが細胞活動に大きな影響をもたらすと考えている。そのため、脳傷害によるポリアミンの変動、Sema4D欠失によるポリアミンの変動を丁寧に、再現性に注意を払い検証する。また、Sema4Dの作用を調べるために、Sema4D欠失マウスから取り出した一次培養細胞に対しSema4D添加によるポリアミンの変動を丁寧に検証する。Sema4D欠失によるオリゴデンドロサイトの発達・成熟の亢進や傷害誘導性iNOS発現緩和作用の機序が不明なため、iNOS発現にかかわる細胞情報伝達シグナルを調べることにより糸口をつかみたいと考えている。さらにミクログリアの仲間である単球やマクロファージの性質にSema4Dが関与するか調べ本研究を発展させる予定である。
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| Causes of Carryover |
生後のオリゴデンドロサイト発達と成熟化はSema4D欠失により亢進したが、ミクログリア発達・成熟化への関与は示すことができなかったため、成熟マウス傷害モデルを用いた実験を進めることとした。平成30年4月に研究実施場所、研究メンバー、研究動物の移動や変更があった。また、6月の大阪北摂地震の影響のため自宅と研究実施場所が被害を受け、建物や機器の修理が必要となった。これらの理由により研究が遅延したため、次年度使用が生じた。その後、脳傷害モデルを用いて進めた解析はほぼ順調に進んでいる。また、新たにiNOS発現の下流シグナルや、単球の分化培養を計画しているため、CO2インキュベーターを使用し、シグナル実験や新たに細胞の単離・培養実験に必要な試薬を購入し実験を遂行する予定である。
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Research Products
(2 results)
