脳スライス培養系を用いた神経-グリア-内皮細胞連関におけるケモカイン分子機能解析

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18659014
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 南 雅文 Hokkaido University, 大学院・薬学研究院, 教授 (20243040)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片山 貴博 北海道大学, 大学院・薬学研究院, 助手 (90399957)
• Keywords: 神経細胞傷害 / アストロサイト / 脳血管内皮細胞 / 血液脳関門 / ケモカイン / タイトジャンクション / occludin / ZO-1

Research Abstract

脳は、神経細胞、アストロサイト、ミクログリア、脳微小血管内皮細胞(Brain Microvascular Endothelial Cell;BMEC)など多種の細胞で構成されており、これら細胞間のクロストークにより、BMEC間のタイトジャンクションを基盤としたBBB特有のバリア機能が形成・調節されている。本研究では、神経細胞傷害時における神経-グリア-BMEC間の相互作用によるBBB機能変化のメカニズムを詳細に解析するための実験系として、神経-アストロサイト共培養系とBMECを、多孔質膜を隔てて配置したin vitro BBBモデルを確立した。神経-アストロサイト-BMEC共培養モデルでは、BMEC単独培養系及びアストロサイト-BMEC共培養系よりもTEERが高く、BMEC単独培養系よりもFITC-dextranの透過性が低かったことから、作製したBBBモデルがBMEC単独培養系やアストロサイト-BMEC共培養系よりも高いバリア機能を有していることが示された。また、NMDA処置後48時間以降にTEERの有意な減少とFD40透過性の増大が見られたことから本BBBモデルは、傷害された神経細胞とBMECとの相互作用あるいは神経細胞傷害により活性化したアストロサイトとBMECとの相互作用によるBBB機能変化のメカニズム解明に応用できる実験系であることが示唆された。さらに、NMDAによる神経細胞傷害時におけるBBBの強度低下及び透過性亢進と、血管内皮細胞のタイトジャンクションタンパク質の局在変化の関連について調べたところ、ZO-1やoccludinにおいて、NMDA処置後に細胞膜局在が低下し、細胞骨格局在が増加していた。神経細胞傷害によるBBB機能低下におけるケモカインの役割は今後の検討課題である。