2021 Fiscal Year Research-status Report
神経炎症における傷害性アストロサイト一次繊毛の形成と機能の解明
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21K06837
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
伊東 広 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (10183005)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 神経炎症 / アストロサイト / 一次繊毛 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
老化やアルツハイマー病において脳内で慢性的な神経炎症がおこり、神経回路網の障害により認知機能の低下が起こることが示唆されている。これまで神経回路網の構築や維持にポジティブに働くと思われていたアストロサイトが神経炎症では障害性アストロサイトへと変化し、神経障害を導く重要な因子として働くと考えられている。本研究では細胞のアンテナとして働く一次繊毛が、神経炎症時のアストロサイトにおいて構造的また機能的に変化するかどうか検証し、さらにその分子基盤を明らかにし、アストロサイトの一次繊毛と疾患との関係を明らかにすることを目指している。
初代神経培養細胞を用いたin vitro実験、マウスを用いたin vivo実験、そして網羅的なトランスクリプトームおよびプロテオーム解析の多方面からのアプローチを開始した。その結果、グリア細胞の培養系に細菌由来のリポポリサッカライド（LPS）を添加すると障害性アストロサイトのマーカータンパク質であるC3の発現が顕著に増加するとともに一次繊毛の長さが長くなることを見出した。グリア細胞よりアストロサイトのみを単離培養した際には炎症性サイトカイン刺激により同様の現象が観察された。またマウスにLPSを投与した後の脳切片でアストロサイトのマーカーであるGFAPおよびC3の発現上昇が観察された。一方、神経炎症時のアストロサイトの遺伝子およびタンパク質の発現の解析を進めるために遺伝子発現データの解析と一次繊毛プロテオームを行うための遺伝子改変マウスの作成を行った。いくつかの一次繊毛局在分子の発現がLPS処理時に変動することを見出した。
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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
in vitro, in vivo, さらにオミックス解析からいくつもの興味深い結果が得られた。また、in vivoにおいてマウスの認知機能を調べるための新奇物体への興味を示す行動を解析する条件検討も進み、予備的にLPS投与マウスで認識行動の低下が認められた。
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| Strategy for Future Research Activity |
一次繊毛の長さが障害性アストロサイトで伸長していることが判明したので、その分子機構を解析する実験を予定している。オミックス解析をさらに進め、関連する遺伝子を絞り込み、候補遺伝子の関与を検証するためのin vitro実験を試みる。また、伸長を阻害する薬剤のスクリーニングも行い、一次繊毛の伸長と障害性アストロサイトの出現との関連を解析する。さらにアストロサイトの一次繊毛を薬剤特異的に消失させる遺伝子改変マウスの作成を進める。
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