2023 Fiscal Year Annual Research Report
In vivo imaging analysis of neuron-glia dynamics in neurological disease models
| Project/Area Number |
19K17042
|
|---|
| Research Institution | University of Yamanashi |
|---|
Principal Investigator |
齋藤 光象 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任助教 (60516079)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | アレキサンダー病 / 一次性アストロサイト病 / ミクログリア / 難治性疾患 / シングルセル遺伝子発現解析 / 2光子イメージング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではAxD疾患モデルとしてGFAP遺伝子変異マウスを用いた。先行研究ではアストロサイトCa2+シグナル異常によってAxD病態が促進されることを見出した。また、AxDマウスのミクログリアについて調べると、ミクログリアの活性化像が捉えられた。この現象に関する分子病態メカニズム解明のため（1）AxD病態のミクログリア機能解析、（2）シングルセル遺伝子解析（scRNAseq）を実行した。Iba1プロモーター下にGCaMP6を発現する遺伝子改変動物を用いて２光子励起レーザー顕微鏡によるミクログリアCa2+イメージング法の確立に成功した。さらにこのマウスとAxDマウスを交配させて新たにミクログリアCa2+シグナル解析用のAxDモデルを作成した。このAxDモデルではCa2+シグナル活性化が認められ、この活性化現象は特定の受容体拮抗薬によって抑制された。一方でscRNAseqにより、各グリア細胞のサブクラスター解析、パスウェイ解析を実行し、病態関連性のクラスターを同定し、特徴化した。その結果、AxDマウスではアストロサイト特異的なATP分解酵素遺伝子Entpd2（タンパク質名：NTPDase2）の発現低下が同定された。これによって細胞外ATP濃度が上昇し、それがミクログリアの特定の受容体を刺激してCa2+シグナル活性化が生じていると結論した。さらにこのAxDマウスのミクログリア機能活性化の病態意義を検討するため先述の受容体拮抗薬の投与実験を行ったところ、AxDマウス脳組織の病態増悪を示した。すなわちAxDミクログリアはアストロサイト病態を監視し、保護する作用を有することが判明した。アストロサイト・ミクログリアの相互作用が関連するAxD病態機構の一端を解明し、重要成果が得られた。この特定の受容体を標的としたミクログリア介入操作手法は、将来の治療開発応用に連結すると期待できる。
|
