The role of immune cells in the developing brain

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K14841
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 森本 桂子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (40815429)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 脳発生 / 免疫

Outline of Annual Research Achievements

神経系は様々な入力を複雑な神経回路網を介してシグナル伝達し特異的な情報処理を可能とするシステムである。一方、免疫系も主に獲得免疫系のB細胞やT細胞により、無限とも言える病原体に対して特異的に反応することができる。両者は共に多様性・特異性を兼ね備えた特殊な仕組みであり、これらのクロストークが近年注目を集めている。これまでに、脳内の主要な自然免疫系の細胞であるミクログリアや獲得免疫に関与するT細胞が、恒常的に神経回路の維持、認知機能に関わることや、脳損傷や神経変性疾患といった病的状態においても重要な役割を担うことが明らかになっている。しかし、ダイナミックな変化がおきる脳発生期における知見は限られている。
本研究において、胎生期から新生仔期のミクログリアはダイナミックにその形態、局在を変化させており成体と比べてより活性化状態にあることが明らかになった。またミクログリアだけでなく、T細胞、B細胞などの獲得免疫系の細胞および顆粒球、樹状細胞、ナチュラルキラー細胞といった自然免疫系の細胞も発生期脳に存在することが明らかになった。
さらに興味深いことに、発生期から新生仔期の脳のシングルセルRNAシーケンシングのデータの詳細な解析を行ったところ、免疫細胞の機能において重要と考えられていた分子が脳においても発現していることがわかった。この分子に関してin situ ハイブリダイゼーションを行ったところ、特徴的な分布を示すことも明らかになった。