Dynamic control of immune and inflammatory cell behavios by peropheral nervous system
| Project Area | Glia decoding: deciphering information critical for brain-body interactions |
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| Project/Area Number |
20H05901
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
石井 優 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10324758)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| 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)
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| Keywords | 医療・福祉 / 免疫・炎症 / 末梢神経 / 生体イメージング |
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| 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。
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| 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。
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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
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。
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| 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。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
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[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
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 12
Pages: 2136-2136
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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