2016 Fiscal Year Research-status Report
脳発達期におけるミクログリアのFcγ受容体を介したシナプス形成制御の可能性
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26430081
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大内田 理佳 東京大学, 医科学研究所, 助教 (80391887)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ミクログリア / 貪食 / 母体由来IgG抗体 / IgG抗体の受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、FcγRIおよびその下流のシグナル伝達分子Sykの遺伝子欠損マウス、または抗体を持たない免疫不全マウスを用いて、IgG抗体とその受容体経路が脳発達期に果たす役割の解明を目指す。平成２６年度では、脳内においてFcγRがミクログリア特異的に発現していることを突き止めた。一方、脳内のIgG抗体量の検討では、胎生初期により高く、その後徐々に減少し、出生後においてはあまり多く存在しないことが判明した。引き続き、平成２８年度では、FcγR遺伝子欠損マウスおよび免疫不全マウスNSGを用いた in vivoにおけるミクログリアの貪食機能の解析を行った。ミクログリアの脳発達期の役割については、胎児脳内において大量に生じる神経細胞による死細胞や、出生後の脳発達期に生じる不要なシナプスを貪食除去することが予測されている。実際に、胎児脳内の死細胞の割合をTUNEL法で確認した結果、死細胞発生のピークである胎生１４日前後において、胎児脳内の死細胞の割合が、NSGで顕著に高いことが分かった。これは、ミクログリアによる死細胞の貪食除去が遅れた結果ではないかと推察された。しかしながら、胎生18日目や、出生後４日目における脳内の死細胞の割合自体少なく、また野生型およびNSGでは違いが認められなかった。この死細胞蓄積が、出生後の脳発達期に影響を与える可能性については検討課題であるが、HE染色結果から、NSGの脳内における器質的な異常は認められなかった。FcγR遺伝子欠損マウスの検討では、NSGと同様に、胎児脳内における死細胞の割合が、野生型に比し増加していることが明らかになってきている。以上の結果から、胎生期に胎盤を介して胎児脳内に流入する母体由来IgG抗体が、その受容体であるFcγRを介して、貪食機能を含めたミクログリアの活性化を制御している可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成２７年１０月より、国立研究開発法人理化学研究所から、東京大学医科学研究所に異動することになり、それに伴って、研究の場をすべて移動する必要性が出てきた。本研究では、胎生期および出生初期の脳発達期における母体由来IgG抗体とその受容体の機能に着目するため、抗体不全マウスNSGやFcγR遺伝子欠損マウスなどの遺伝子改変マウスを使用している。実際、遺伝子改変マウスの移動およびその後の繁殖維持などにある程度の時間を要し、また各実験を行うための設備や機器などが異なってくることから、それらのセットアップなどに本年度は時間を要した。特に、これまでの年度で出してきた研究成果と同等に比較解析するために、ほぼすべての実験の再現性を、新しい環境で確認する必要もあった。学術的な遅れではなく、異動に伴う研究環境の変化による遅れであるため、次年度では、当初から計画予定であった、母体由来IgG抗体とその受容体経路がミクログリアの貪食活性を含む活性化に与える影響を明らかにしていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの解析結果を受けて、平成２９年度では、母体由来IgG抗体とFcγRIの経路が、ミクログリアの貪食経路の一つとして機能しているのか、または、それらを介したシグナルによりミクログリアの活性化を制御し、貪食活性に寄与しているのかを明らかにする。方法としては、ミクログリアの細胞表面マーカー特異的抗体と結合したマグネットビーズを用いて、脳組織よりミクログリアを精製し、in vitroにおける死細胞の貪食実験を行う。死細胞も胎生期マウスの脳内から調製し蛍光標識を施したうえで、培養ミクログリアへの取り込み量を評価する。さらに、マウス血清中のIgG抗体の存在下、非存在下における死細胞貪食量の違いを検討し、母体由来IgG抗体とFcγRIの経路が貪食経路の一つとして機能するのか否かを明確にする。一方、FcγRからのシグナルによるミクログリア活性化制御については、培養ミクログリアにSyk阻害剤を添加した際の死細胞貪食活性を検討する。さらに、ミクログリアは、脳環境に応じて、抗炎症性または炎症性ミクログリアという、相反する表現型に分極化することが知られており、これまでに抗炎症性ミクログリアは、IL-10などのサイトカイン産生や貪食活性などを経て、生理的な脳機能構築に関わる可能性が示唆されている。そこで、抗体不全マウスやFcγR遺伝子欠損マウスの脳内における炎症性/抗炎症性ミクログリアの割合や、それらが放出するサイトカイン量を測定し野生型マウスと比較検討する。
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| Causes of Carryover |
平成２７年１０月より、国立研究開発法人理化学研究所から、東京大学医科学研究所に異動することになり、それに伴って、研究の場をすべて移動する必要性が出てきた。本研究では、抗体不全マウスNSGやFcγR遺伝子欠損マウスなどの遺伝子改変マウスを使用している。実際、遺伝子改変マウスの移動およびその後の繁殖維持などにある程度の時間を要し、また各実験を行うための設備や機器などが異なってくることから、それらのセットアップなどに時間を要した。特に、これまでの年度で出してきた研究成果と同等に比較解析するために、ほぼすべての実験の再現性を、新しい環境で確認する必要もあった。このように異動に伴う研究環境の変化による遅れが生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
これまでの解析結果を受けて、平成２９年度では、母体由来IgG抗体とFcγRIの経路が、ミクログリアの貪食経路の一つとして機能しているのか、または、それらを介したシグナルによりミクログリアの活性化を制御し、貪食活性に寄与しているのかを明らかにする。方法は、in vitroにおける培養ミクログリアを用いた死細胞貪食活性による評価と、in vivoにおけるミクログリアの極性を、抗体不全マウスやFcγR遺伝子欠損マウスを用いたFACSにより検討する。
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