2019 Fiscal Year Research-status Report
アストロサイトの部位特異性に基づくα-シヌクレイン動態および神経障害機構の解明
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19K07993
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
宮崎 育子 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (40335633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅沼 幹人 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00273970)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | パーキンソン病 / アストロサイト / ドパミン神経細胞 / ロテノン / α-シヌクレイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アストロサイトが神経細胞内α-シヌクレイン(α-syn)動態に及ぼす影響と環境毒ロテノン誘発神経障害との連関を解析した．中脳あるいは線条体アストロサイト培養液添加による中脳神経細胞内α-syn発現変化を検討するために，15日齢SDラット胎仔からの中脳神経細胞に中脳アストロサイト培養液あるいは線条体アストロサイト培養液を添加し，チロシン水酸化酵素(TH)，グルタミン酸脱炭酸酵素(GAD)，トリプトファン水酸化酵素(TPH2)とα-synの二重染色を行った．中脳アストロサイト培養液の添加により，中脳神経細胞におけるα-syn発現が誘導され，これは主にTPH2陽性セロトニン神経細胞とTH陽性ドパミン神経細胞で惹起されることがわかった．一方，線条体アストロサイト培養液添加では中脳神経細胞におけるα-syn発現変化はみられなかった．ロテノン(5 nM)を48時間曝露した中脳あるいは線条体アストロサイトの培養液で中脳神経細胞を処置すると，TPH2陽性セロトニン神経細胞ではα-syn発現がさらに誘導され，神経細胞数は増加した．また，GAD陽性グルタミン酸神経細胞では，ロテノン処置した中脳アストロサイト培養液添加でα-syn発現および細胞生存率ともに変化はみられなかった．一方，TH陽性ドパミン神経細胞では，ロテノン曝露中脳アストロサイト培養液処置により細胞生存率が約70%に低下し，残存する神経細胞におけるα-syn発現は一様ではなく細胞により異なる動態を示した．これはドパミン神経細胞が障害される過程でα-syn発現動態が変化することを示唆する．
以上の結果より，中脳アストロサイトが分泌する何らかの因子がセロトニン神経細胞やドパミン神経細胞におけるα-syn発現を高発現させること，細胞内α-syn発現に加え他の要因がロテノン誘発ドパミン神経障害に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
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アストロサイトが神経細胞内α-syn動態に及ぼす影響と環境毒ロテノン誘発神経障害との連関を検討し，中脳アストロサイトが分泌する何らかの因子がセロトニン神経細胞およびドパミン神経細胞におけるα-syn発現を高発現させることがわかった．また，ロテノン処置した中脳アストロサイト培養液添加によりドパミン神経特異的に細胞毒性が惹起され，残存する神経細胞におけるα-syn発現は細胞により異なる動態を示すことがわかった．これらの結果より，ロテノン誘発ドパミン神経障害には細胞内α-syn発現に加え他の要因も関与することが示唆された．これらの結果を踏まえ，次年度はロテノン誘発ドパミン神経障害とα-syn凝集，さらにアストロサイトにおける凝集タンパク分解能の経時的変化の検討に発展させることができる．
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| Strategy for Future Research Activity |
アストロサイトの凝集タンパク分解能とロテノン誘発α-syn凝集・神経障害との連関を経時的に解析する．中脳神経細胞と中脳・線条体アストロサイト，腸管神経細胞と腸管アストロサイト様グリア細胞の分離共培養系にロテノンを添加し，各神経細胞におけるα-syn発現および凝集体形成を免疫染色あるいはWestern blotにより経時的に検討する．また，アストロサイトにおけるα-syn動態，オートファジー関連蛋白，ユビキチン-プロテアソーム系関連蛋白の発現変化を検討する．さらに，低用量ロテノン慢性投与パーキンソン病モデルマウスでの中枢・末梢神経系におけるα-syn凝集体形成，神経障害およびアストロサイト(様細胞)におけるα-syn動態を解析する．
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| Causes of Carryover |
本年度は中脳および線条体を用いた初代培養の実験を行い，効率よく実験結果を得ることができた．そのため，妊娠ラットに必要として計上していた経費の一部にあたる12,925円を次年度に使用することとなった．次年度の請求研究費と合わせて，培養実験，動物実験のための消耗品費として使用する予定である．
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[Presentation] Region-specific features of astrocytes against dopaminergic neurotoxin-induced oxidative stress.2019
Author(s)
Asanuma, M., Okumura-Torigoe, N., Miyazaki, I., Murakami, S., Kitamura, Y. and Sendo, T.
Organizer
14th European Meeting on Glial Cells in Health and Disease
Int'l Joint Research
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[Presentation] Regional differences in reaction of astrocytes against rotenone contribute to dopaminergic neurodegeneration.2019
Author(s)
Miyazaki, I., Asanuma, M., Murakami, S., Kikuoka, R., Isooka, N., Sogawa, C., Sogawa, N. and Kitamura, Y.
Organizer
14th European Meeting on Glial Cells in Health and Disease
Int'l Joint Research
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[Presentation] Involvement of region-specific glial dysfunction in rotenone neurotoxicity.2019
Author(s)
Miyazaki, I., Asanuma, M., Murakami, S., Kikuoka, R., Isooka, N., Sogawa, C., Sogawa, N. and Kitamura, Y.
Organizer
VI Asian College of Neuropsychopharmacology (AsCNP)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Rotigotine protects dopaminergic neurons via astrocytic serotonin 1A receptors.2019
Author(s)
Miyazaki, I., Isooka, N., Kikuoka, R., Wada, K., Nakayama, E., Shin, K., Yamamoto, D., Kitamura, Y., Asanuma, M.
Organizer
第60回日本神経学会学術大会
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[Presentation] 妊娠・授乳期のエポキシ樹脂曝露が新生仔マウスに及ぼす行動毒性.2019
Author(s)
宮崎育子, 菊岡 亮, 磯岡奈未, 禅正和真, 新居 麗, 園部奏生, 船越英丸, 中山恵利香, 進 浩太郎, 山本大地, Kyle Quin, 浅沼幹人
Organizer
第46回日本毒性学会学術年会
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