Elucidation of the mechanism underlying microglia-neuron direct conversion and its therapeutic application to spinal cord injury

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22473
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 46:Neuroscience and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Nakashima Kinichi 九州大学, 医学研究院, 教授 (80302892)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: ダイレクトリプログラミング / 脊髄損傷 / ミクログリア / ニューロン / 脳梗塞

Outline of Final Research Achievements

In this study, we elucidated the mechanism whereby a transcription factor NeuroD1 converts microglia into induced neuronal (iN) cells accompanied by global remodeling of microglial epigenetic signature. Furthermore, iN cells were functionally integrated into brain circuits through synaptic connections with other neurons like endogenous neurons. These findings bring us one step closer to developing therapeutic strategies for nerve injury and disease by reprogramming microglia that accumulate at lesion sites into neurons.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回の研究で、ND1が、ミクログリアのヒストンバイバレント修飾（転写抑制性H3K27me3 と活性化H3K4me3 を同時にもつ）ゲノム領域に結合し、ニューロン特異的遺伝子群の発現を上昇させるという詳細なメカニズムを解明した。これは、種々の転写因子がどのように遺伝子発現を変化させるのかを明らかにするという基礎生物学の観点からも意義深いと考える。また、この方法によって、脳梗塞モデルマウスにおける損なわれた神経機能を回復できたことから、他のニューロン損失を伴う神経疾患への応用も考えられ、再生医療分野における大きな進展が期待できる。