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Dynamic control of immune and inflammatory cell behavios by peropheral nervous system

Planned Research

Project AreaGlia decoding: deciphering information critical for brain-body interactions
Project/Area Number 20H05901
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

石井 優  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10324758)

Project Period (FY) 2020-11-19 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥103,220,000 (Direct Cost: ¥79,400,000、Indirect Cost: ¥23,820,000)
Fiscal Year 2022: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000)
Fiscal Year 2021: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥27,300,000 (Direct Cost: ¥21,000,000、Indirect Cost: ¥6,300,000)
Keywords医療・福祉 / 免疫・炎症 / 末梢神経 / 生体イメージング
Outline of Research at the Start

末梢神経(自律神経)と免疫・炎症システムには密接な関連があることが知られている。しかしながら、炎症の進行とともに神経系の機能や、それを取り巻く組織構造との関係も含めてどのように変化していくのか、そしてその結果、炎症細胞の局所への動員や機能がどのように変化するか、それらのダイナミクスを時空間的に可視化し追跡できている例はほとんどなかった。本研究では骨髄や皮膚を始めとする標的臓器における末梢神経系の構造・機能に注目し、末梢神経を構成する神経やグリア細胞の蛍光標識・光操作系を活用して、末梢神経と炎症細胞の相互作用をその形態と動態を指標として追跡し、統合的に解析する。

Outline of Annual Research Achievements

本年度には、以下の研究課題に取り組んだ。
1.疾患モデルにおける好中球由来小胞の生理的意義の解明
様々な臓器の臓器傷害モデルを作成し、血管内に放出される好中球由来小胞の回収、解析を行った。特に好中球の集積が確認される臓器傷害モデルとして、具体的にはLPS誘導肺炎モデルを用いることとした。C57B6/J背景の好中球を特異的に蛍光標識したレポーターマウス(LysM-EGFPマウス)で肺炎モデルを作成し、末梢血を回収した。遠心分離とフローサイトメトリーにより、好中球とは大きさで区別されるLysM-EGFP陽性の好中球由来小胞を回収し、これを別の個体に投与し、それぞれの全身状態の病態への影響を評価した。その結果、特定の小胞を投与した際に、内分泌系の調節に関与しうることを発見した。今後さらに臓器障害における影響(心臓の壊死領域、心機能、線維化、血管新生、免疫細胞の集積)を評価する。
2.好中球由来小胞の標的細胞の同定
好中球由来小胞がどこに集積するかを以下の方法で調べた。全身の細胞でluciferaseとGFPを発現しているマウス(CAG-luc,-GFPマウス)で臓器障害モデルを作成し、血液を回収した。Ly6G陽性(予備実験にて確認済み)の好中球由来小胞を回収し、別の個体に投与した。この結果、一部の好中球由来小胞が視床下部に集積し、これが中枢神経系への作用を発揮していることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和2年末から開始されたが、これまでに自律神経系のイメージングや小胞の神経系への作用などの解析系の確立に成功しているため。

Strategy for Future Research Activity

中枢神経系においては、血管内皮細胞や血管周囲に存在するミクログリアが取り込みの候補として考えているが、取り込みが確認できた細胞を選択的に除去するシステム(選択的クロドロン酸リポソーム投与や、ジフテリア毒素除去モデル)の開発を行う。このため、レーザーマイクロダイセクション、フローサイトメトリーの手法を組み合わせて、標的細胞を回収し、RNAseqを行い、標的細胞の遺伝学的特徴を解析する。また、近年、末梢神経に近接し、神経伝達物質の受容体を発現する神経関連マクロファージが注目されている。本研究者も肝臓において新規の神経関連マクロファージの存在を同定しており、本年度からこの細胞の同定とその機能の分子基盤の解明を行う。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report

Research Products

(7 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Osteoblast-derived vesicles induce a switch from bone-formation to bone-resorption in vivo2022

    • Author(s)
      Uenaka Maki、Yamashita Erika、Kikuta Junichi、Morimoto Akito、Ao Tomoka、Mizuno Hiroki、Furuya Masayuki、Hasegawa Tetsuo、Tsukazaki Hiroyuki、Sudo Takao、Nishikawa Keizo、Okuzaki Daisuke、Motooka Daisuke、Kosaka Nobuyoshi、Sugihara Fuminori、Boettger Thomas、Braun Thomas、Ochiya Takahiro、Ishii Masaru
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 1066-1066

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28673-2

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Osteoclasts adapt to physioxia perturbation through DNA demethylation2021

    • Author(s)
      Nishikawa Keizo、Seno Shigeto、Yoshihara Toshitada、Narazaki Ayako、Sugiura Yuki、Shimizu Reito、Kikuta Junichi、Sakaguchi Reiko、Suzuki Norio、Takeda Norihiko、Semba Hiroaki、Yamamoto Masamichi、et al
    • Journal Title

      EMBO Reports

      Volume: 22

    • DOI

      10.15252/embr.202153035

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] SLPI is a critical mediator that controls PTH-induced bone formation2021

    • Author(s)
      Morimoto Akito、Kikuta Junichi、Nishikawa Keizo、Sudo Takao、Uenaka Maki、Furuya Masayuki、Hasegawa Tetsuo、Hashimoto Kunihiko、Tsukazaki Hiroyuki、Seno Shigeto、Nakamura Akira、Okuzaki Daisuke、Sugihara Fuminori、Ninomiya Akinori、Yoshimura Takeshi、Takao-Kawabata Ryoko、Matsuda Hideo、Ishii Masaru
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 12 Pages: 2136-2136

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22402-x

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Group 2 innate lymphoid cells support hematopoietic recovery under stress conditions2021

    • Author(s)
      Sudo Takao、Motomura Yasutaka、Okuzaki Daisuke、Hasegawa Tetsuo、Yokota Takafumi、Kikuta Junichi、Ao Tomoka、Mizuno Hiroki、Matsui Takahiro、Motooka Daisuke、Yoshizawa Ryosuke、Nagasawa Takashi、Kanakura Yuzuru、Moro Kazuyo、Ishii Masaru
    • Journal Title

      J Exp Med

      Volume: 218 Pages: 20200817-20200817

    • DOI

      10.1084/jem.20200817

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of an intravital imaging system for the synovial tissue reveals the dynamics of CTLA-4 Ig in vivo2020

    • Author(s)
      Hasegawa Tetsuo、Kikuta Junichi、Sudo Takao、Yamashita Erika、Seno Shigeto、Takeuchi Tsutomu、Ishii Masaru
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 10 Pages: 13480-13480

    • DOI

      10.1038/s41598-020-70488-y

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nonlinear Optics with Near-Infrared Excitation Enable Real-Time Quantitative Diagnosis of Human Cervical Cancers2020

    • Author(s)
      Matsui Takahiro、Tamoto Ryo、Iwasa Akio、Mimura Masafumi、Taniguchi Seiji、Hasegawa Tetsuo、Sudo Takao、Mizuno Hiroki、Kikuta Junichi、Onoyama Ichiro、Okugawa Kaoru、Shiomi Mayu、Matsuzaki Shinya、Morii Eiichi、Kimura Tadashi、Kato Kiyoko、Kiyota Yasujiro、Ishii Masaru
    • Journal Title

      Cancer Res

      Volume: 80 Pages: 3745-3754

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-20-0348

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Remarks] 大阪大学医学系研究科生命機能研究科免疫細胞生物学

    • URL

      http://www.icb.med.osaka-u.ac.jp/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-11-24   Modified: 2022-12-28  

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