| Project/Area Number |
22K09904
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57010:Oral biological science-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
溝上 顕子 九州大学, 歯学研究院, 准教授 (70722487)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 性差 / アルツハイマー型認知症 / テストステロン / オートファジー / ミクログリア |
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| Outline of Research at the Start |
アルツハイマー型認知症(AD)の発症・進行には性差があり、女性に多い。AD 発症には、ミクログリアの異常活性化とそれに伴う神経炎症が重要である。ミクログリアの特性にも性差があり、これがAD発症における性差の一因である可能性がある。しかし、その生命科学的な分子基盤は未だ明らかにされていない。GPRC6Aは、テストステロンの細胞膜受容体として機能することが解明され、従来のステロイドホルモン受容体を介した細胞内情報伝達とは異なる新しい細胞制御機構を提案できると考えられる。本研究では、ミクログリアおいて、テストステロン-GPRC6AシグナルがAD発症・進行の性差を規定する一因となることを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の主な成果は以下の3点である。(1)テストステロンがミクログリアのオートファジー経路を亢進する経路がGPRC6Aを介したものであることを明らかにした。我々は、昨年、マウスミクログリア由来細胞株MG6をテストステロンで刺激するとERK-mTORシグナル伝達経路を介してAβ刺激によるオートファジーが亢進することを明らかにしている。shRNAを用いてGPRC6AをノックダウンしたMG6細胞をテストステロンで刺激しても、ERKのリン酸化は抑えられておらず、オートファジーの亢進も見られなかった。GPRC6A阻害剤を作用させた細胞でも同様にテストステロンの効果は見られなくなった。以上のことから、テストステロンによるオートファジー亢進作用はGPRC6Aを介したものであることが示唆された。 (2) テストステロンはミクログリアにおけるNF-κB炎症シグナル伝達経路を抑制し、炎症性サイトカインの分泌を抑えることを示した。これは、テストステロンが脂肪酸合成酵素FASNの発現を抑えることによって細胞内MYD88のパルミトイル化が抑えられたことによるものである。(3)アルツハイマー型認知症モデルマウス5xFADを用いて、テストステロンがアミロイドβの蓄積を抑制することを明らかにした。雌雄の5xFADマウスの脳組織切片をミクログリアマーカーであるIba-1, オートファジーマーカーであるp62, およびAβの抗体を用いて免疫染色したところ、３つが共局在する細胞が認められた。雌雄でAβの蓄積を比較したところ、雄の蓄積量が有意に少なかった。また、精巣除去マウスでは偽手術を行った同週齢の雄マウスと比べてAβがより多く蓄積していた。このことは、5xFADマウスの脳においてミクログリアがオートファジーによってAβの少なくとも一部を処理しており、テストステロンがそれを亢進する可能性を示唆している。
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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
本研究の目的は、ミクログリアにおいて、テストステロンがGPRC6Aシグナルを介してAβが誘発する炎症反応を抑えるメカニズムを明らかにし、ADにみられる性差の背後にある分子基盤の一端を解明することである。培養細胞を用いた実験で、in vitro実験で観察されたテストステロンの効果がGPRC6Aを介したものであることを検証できた。ADモデルマウスを用いた検証も進んでいる。現在はGPRC6A欠損マウスを用いた動物実験を行う準備に入っており、本研究は計画どおり順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、主に疾患モデルを用いた、テストステロン/GPRC6AシグナルによるAD発症抑制の検証を行う。雌雄のGPRC6A 欠損マウス脳組織切片をミクログリアマーカーで染色し、定常状態でのミクログリアの密度や形態を比較する。この実験により、恒常的なGPRC6Aシグナルが雌雄のミクログリアの性質に与える影響が判明する。また、約4ヶ月齢よりAβの蓄積がみられる5xFADマウスと交配し、GPRC6A欠損アルツハイマー型認知症モデルマウスを作製する。雌雄のモデルマウスを用いて同様の実験を行い、ADの発症とその程度を比較する。GPRC6Aを欠損していないマウスでは、オスのAD発症がメスよりも遅れることが予想される。しかし、GPRC6A欠損ADモデルでは、メスと同程度、あるいはメスよりも発症が早くなることが予想される。一方、GPRC6Aはテストステロンに加えて特定のアミノ酸にも応答することが知られている。アミノ酸はオートファジーの誘導にも関わるため、アミノ酸の影響も考慮しながら実験を進める。この実験によって、GPRC6Aを介したテストステロンの、AD 発症における役割が判明する。
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