Nasal inflammation induced-brain immune responses via meningeal immune activation and peripheral immune cell infiltration

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K07280
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: Hasegawa-Ishii Sanae 杏林大学, 保健学部, 准教授 (40435863)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 鼻腔炎症 / 髄膜免疫系 / 嗅球 / サイトカイン / ケモカイン

Outline of Final Research Achievements

Chronic nasal inflammation induced robust atrophy of the olfactory bulb (OB) in mice. In the present study, we aimed to clear the initial events that occur in the OB after nasal inflammation, focusing on the olfactory nerve fibers and meninges. We administered lipopolysaccharide (LPS) or saline as a control to mice nostrils and analyzed the time course of meninges and OB inflammation using histological and biochemical approaches. Within 12 hours, meningeal immunity was activated and peripheral immune cells transiently infiltrated the lateral surface of the OB, resulting in the pro-inflammatory statue in the OB. Resident microglia produced anti-inflammatory cytokines within 24 hours, which may contribute to the recovery of the OB. These could be the initial events leading to OB atrophy.

Free Research Field

神経免疫学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳に浸潤する免疫細胞は末梢血液に由来すると考えられていた。しかし近年、頭蓋骨髄と硬膜を結ぶチャネルが発見され、免疫細胞が頭蓋骨髄から硬膜を経由して脳実質に浸潤することが報告された。鼻腔炎症に起因する免疫細胞の嗅球内浸潤も、頭蓋骨髄に由来する可能性がある。頭蓋骨髄、硬膜、脳実質の相互作用の分子細胞機構を解明する上で、鼻腔炎症モデルは有効だと考える。
嗅球の萎縮は、慢性鼻炎だけではなく神経変性疾患や精神疾患、関節リウマチなど多様な疾患で見られるため、こうした疾患に共通の病態形成機序が存在する可能性がある。本研究の成果は、病態形成機序の理解を深め、予防法や治療法の開発につながる基礎的データとなる。