2020 Fiscal Year Annual Research Report
末梢神経髄鞘化における新規シュワン細胞分化制御因子の探索
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19J40281
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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Principal Investigator |
氏家 悠佳 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第五部, 特別研究員(RPD)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2023-03-31
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| Keywords | シュワン細胞 / 髄鞘形成 / 低酸素誘導因子 / 核内転写因子 / 再髄鞘化 / 末梢神経 / グリア細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
末梢神経の髄鞘化に対するシュワン細胞のHIF1αの直接的寄与を検討するため、シュワン細胞に発現するP0のpromotor下流にCreをもつP0-CreマウスとHIF1α floxマウスの交配によりシュワン細胞特異的HIF1α欠損(cKO)マウスを作製した。神経-シュワン細胞の共培養下で、末梢神経髄鞘化に対するシュワン細胞のHIF1α欠損の影響を検討した。この共培養において髄鞘化誘導と同時に一過性に低酸素環境下で培養することで抗myelin basic protein（MBP）抗体で染色されるミエリンセグメントの数が増加し、髄鞘化が促進することを明らかにしている。P0-Cre:HIF1αflox/+同士の交配によって得られたマウス胎仔DRGから同様に神経-シュワン細胞の共培養系を作製し、低酸素暴露後の髄鞘化を評価した。Wild type、heteroマウスでは、低酸素暴露によって抗MBP抗体陽性のミエリンセグメント数の増加、すなはち、髄鞘化の促進効果が認められたが、cKOでは髄鞘化の促進が認められなかった。予想に反してcKOマウスの末梢神経の発達はwild typeと比較し、生後に目立った異常は認められなかった。そこで、発達期の髄鞘化と多数類似点が報告されている神経傷害後の再髄鞘化への影響を検討した。以前に、傷害後の坐骨神経の再髄鞘化に伴い、シュワン細胞のHIF1αは安定発現することを見出している。cKOおよびHeteroマウスの傷害後の坐骨神経の形態について電子顕微鏡観察すると、cKOマウスでは、ミエリン化の過渡期で多く発現するとされる不完全な髄鞘を形成するシュワン細胞の発現頻度が高い傾向が認められた。したがって、低酸素によるシュワン細胞のHIF1αの安定発現が末梢神経の再髄鞘化の促進に寄与する可能性が示唆される。
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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
遺伝子改変マウスの交配も順調にできており、滞りなく実験に供給できており、末梢神経の発達期の髄鞘化には影響が少ない可能性は予期していなかったが、神経損傷後の再髄鞘化へ寄与を検討していく中で、今回着目しているHIFが再髄鞘化におけるシュワン細胞の再分化に影響する可能性が見いだせている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回観察した傷害後１週間前後の坐骨神経では、傷害された髄鞘の残骸や神経周囲の血管から遊走されるマクロファージが多く認められることから再髄鞘化が初期であることが考えられる。傷害後約1～2か月経過すると傷害された軸索周囲には厚みのある髄鞘が再形成されることが報告されていることから、今後傷害後1～2か月に至るまでの再髄鞘化がもう少し進行した段階でcKOおよびHeteroマウスの再髄鞘化の程度を髄鞘の厚み(g-ratio)で評価することを計画している。また、それぞれのマウスで傷害後の感覚・運動障害に対する回復への影響についても、行動学的解析により評価する。さらに、傷害後神経にHIF1αを過剰発現することで、再髄鞘化の促進を介して、神経機能の回復がみられるかも行動観察、神経の形態学的観察を行い、再髄鞘化へのシュワン細胞のHIF1αの重要性を精査する。
シュワン細胞において安定して発現したHIF1αが核へと移行し、転写因子としてどんな遺伝子セットの転写を活性化し、髄鞘化を促進するかを明らかにする目的で、Chromatin integrin labeling法を用いて、抗HIF1α抗体の染色で陽性となったシュワン細胞の核内で増幅したRNAからライブラリー作製し、シュワン細胞においてHIF1αが転写活性化する遺伝子群について網羅的解析を進め、髄鞘形成に関連する遺伝子セットが含まれているか評価する。
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