マイクログリアおよびマクロファージを利用した革命的脊髄損傷治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 16390442
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 田中 潤也 愛媛大学, 医学部, 教授 (70217040)
• 研究分担者: 山本 晴康 愛媛大学, 医学部, 教授 (10092446) ; 今井 嘉紀 愛媛大学, 医学部, 助教授 (20270689) ; 尾形 直則 愛媛大学, 医学部, 講師 (30291503) ; 鈴木 俊二 山梨大学, 医学工学総合研究部, 助教授 (60372728) ; 高橋 寿明 愛媛大学, 医学部, 助手 (20363228)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 13,800千円 (直接経費: 13,800千円); 2005年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円); 2004年度: 9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
• キーワード: マイクログリア / 多能性幹細胞 / 脊髄損傷 / 細胞移植 / NG2コンドロイチン硫酸プロテオグリカン / GFAP / トランスジェニックマウス / BINCs / NG2コンドロイチン硫酸ブロテオグリカン / アストロサイト / 神経細胞 / 神経系前駆細胞 / オリゴデンドロサイト / 分化転換 / 神経組織再生

研究概要

I 多分化能を持つマイクログリアの特性決定
マイクログリアを高濃度の血清存在下で培養を続けることにより脱分化させると、多分化能を獲得し、神経細胞やオリゴデンドロサイト、アストロサイトに変化しうることを見いだした。しかし、この分化転換率は通常数%程度とかなり低い。そのため何らかのサブタイプがマイクログリアに存在すると考え、発現するマーカーについて詳しい解析を行い、NG2コンドロイチン硫酸プロテオグリカンを発現しアルカリフォスファターゼ活性を有するマイクログリアサブタイプのみが多能性幹細胞となることを見出した。
II 中枢神経系病態モデルにおける多分化能を持つマイクログリア--BINCs
成熟ラット脊髄の圧迫損傷モデルと脳の針刺し損傷モデル、更に中大脳動脈一過性閉塞による脳虚血モデルを使い、マイクログリア様細胞が関与する損傷修復機構を詳細に検討した。損傷後早期から損傷部には多数のマイクログリアマーカー陽性細胞が存在し、盛んに増殖していた。これらの細胞の多くは神経系の多能性幹細胞マーカーを発現していた。これらの細胞を分離培養すると、神経外胚葉系細胞が高率に発生してくることが判明した。
しかし、これらのマイクログリア様未分化前駆細胞は、血液中の単球様細胞に由来すると考えられ、中枢神経系に常在する静止型マイクログリアと同一視することは困難であるとの結論し、当面Brain Iba1+/NG2+ Cells(BINCs)と称し、静止型マイクログリアとは区別して研究を進めることにした。
III 病態を解析するためのトランスジェニックマウスの作成
現在、マイクログリア/マクロファージマーカーのIba1プロモーター下に単純ヘルペスウイルス・チミジンキナーゼを接続したトランスジェニックマウスの作成に成功し、病態モデルの作成準備に着手した。今後BINCsを再生医療に用いていくための詳細な検討をすすめていきたい。

研究成果

• [雑誌論文] NG2 proteoglycan-expressing microglia as multipotent neural progenitors in normal and pathologic brains (2006)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama A, Sakamoto A, Kameda K, Imai Y, Tanaka J
  • 雑誌名: Glia 53 ページ: 754-768
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Prevention of ischemic neuronal death by intravenous infusion of a ginseng saponin,ginsenoside Rbl,that upregulates Bcl-xL expression (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhang B, Hata R, Zhu P, Sato K, Wen TC, Yang L, Fujita H, Mitsuda N, Tanaka J, Samukawa K, Maeda N, Sakanaka M
  • 雑誌名: Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism 26 ページ: 708-721
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] NG2 proteoglycan-expressing microglia as multipotent neural progenitors in normal and pathologic brains (2006)
  • 著者名/発表者名: Akiko Yokoyma, Aiko Sakamoto, Kenji Kameda, Yoshinori Imai, Junya Tanaka
  • 雑誌名: Glia 53 ページ: 754-768
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Prevention of ischemic neuronal death by intravenous infusion of a ginseng saponin, ginsenoside Rb1, that upregulates Bcl-xL expression (2006)
  • 著者名/発表者名: Bo Zhang, Ryuji Hata, Pengxiang Zhu, Kohji Sato, Tong-Chun Wen, Lihua Yang, Hiroko Fujita, Noriaki Mitsuda, Junya Tanaka, Keiichi Samukawa, Nobuji Maeda, Masahiro Sakanaka
  • 雑誌名: Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism 26 ページ: 708-721
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] NG2 proteoglycan-expressing microglia as multipotent neural progenitors in normal and pathologic brains (2006)
  • 著者名/発表者名: Yokoyma A, Sakamoto A, Kameda K, Imai Y, Tanaka J
  • 雑誌名: Glia (in press)
• [雑誌論文] Prevention of ischemic neuronal death by intravenous infusion of a ginseng saponin, ginsenoside Rb1, that upregulates Bcl-xL expression (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhang B, Hata R, Zhu P, Sato K, Wen TC, Yang L, Fujita H, Mitsuda N, Tanaka J, Samukawa K, Maeda N, Sakanaka M
  • 雑誌名: Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism (in press)
• [雑誌論文] Protein 4.1G localizes in rodent microglia (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohno N, Terada N, Tanaka J, Yokoyama A, Yamakawa H, Fujii Y, Baba T, Ohara O, Ohno S
  • 雑誌名: Histochemistry and Cell Biology 124 ページ: 477-486
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Suppression of Stat3 promotes neurogenesis in cultured neural stem cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Gu F, Hata R, Ma Yj, Tanaka J, Mitsuda N, Kumon Y, Hanakawa Y,, Hashimoto K, Nakajima K, Sakanaka M
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 81 ページ: 163-171
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Suppression of Stat3 promotes neurogenesis in cultured neural stem cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Feng Gu, Ryuji Hata, Yong-Jie Ma, Junya Tanaka, Noriaki Mitsuda, Yoshiaki Kumon, Yasushi Hanakawa, Koji Hashimoto, Koichi Nakajima, Masahiro Sakanaka
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 81 ページ: 163-171
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protein 4.1G localizes in rodent microglia (2005)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko Ohno, Nobuo Terada, Junya Tanaka, Akiko Yokoyama, Hisashi Yamakawa, Yasuhisa Fujii, Takeshi Baba, Osamu Ohara, Shinichi Ohno
  • 雑誌名: Histochemistry and Cell Biology 124 ページ: 477-486
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Suppression of Stat3 promotes neurogenesis in cultured neural stem cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Gu F, Hata R, Ma YJ, Tanaka J, Mitsuda N, Kumon Y, Hanakawa Y, Hashimoto K, Nakajima K, Sakanaka M
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 81 ページ: 163-171
• [雑誌論文] Protective effect of vitamin E against focal brain ischemia and neuronal death through induction of target genes of hypoxia-inducible factor-l. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zhang, B., Tanaka, J., Yang, L., Sakanaka, M., Hata, R., Maeda, N, Mitsuda, N
  • 雑誌名: Neuroscience 126 ページ: 433-440
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] L-Serine-mediated release of apolipoprotein E and lipids from microglial cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mori K, Yokoyama A, Yang L, Maeda N, Mitsda N, Tanaka J
  • 雑誌名: Experimental Neurology 185 ページ: 220-231
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Microglia, a potential source of neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama A, Yang L, Itho S, Mori K, Tanaka J
  • 雑誌名: Glia 45 ページ: 96-104
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of ADF/cofilin phosphorylation and synaptic function by LIM-kinase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Meng, H.Takahasi, J.Meng, Y.Zhang, G.Lu, A.Asrar, T.Nakamura
  • 雑誌名: Neuropharmacology 47 ページ: 746-754
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Macrophage/microglia-specific protein lbal binds to fimbrin and enhances (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa, K., Imai, Y., Sasaki, Y., Kanazawa, H., Kohsaka, S.
  • 雑誌名: J.Neurochem. 88 ページ: 844-856
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Human CD34+cells differentiate into microglia and express recombinant therapeutic protein. (2004)
  • 著者名/発表者名: Asheuer, M., Pflumo, F., Benhamida, S., Dubart-Kupperschmitt, A., Imai, Y., Aubourg, P., Cartier, N.Kupperschmitt, A., Imai,Y.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 101 ページ: 3557-3562
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] L-Serine-mediated release of apolipoprotein E and lipids from microglial cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kohji Mori, Akiko Yokoyama, Lihua Yang, Limin Yang, Nobuji Maeda, Noriaki Mitsuda, Junya Tanaka
  • 雑誌名: Experimental Neurology 185 ページ: 220-231
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Microglia, a potential source of neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Akiko Yokoyama, Lihua Yang, Suzuka Itoh, Kohji Mori, Junya Tanaka
  • 雑誌名: Glia 45 ページ: 96-104
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protective effect of vitamin E against focal brain ischemia and neuronal death through induction of target genes of hypoxia-inducible factor-1. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zhang, B., Tanaka, J., Yang, L., Yang, L., Sakanaka, M., Hata, R., Maeda, N., Mitsuda, N.
  • 雑誌名: Neuroscience 126 ページ: 433-440
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of ADF/cofilin phosphorylation and synaptic function by LIM-kinase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Meng, H.Takahashi, J.Meng, Y Zhang, G.Lu, A.Asrar, T.Nakamura
  • 雑誌名: Neuropharmacology 47 ページ: 746-754
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Human CD34+ cells differntiate into microglia and express recombinant therapeutic protein. (2004)
  • 著者名/発表者名: Asheuer, M., Pflumo, F., Benhamida, S, Dubart-Kupperschmitt, A., Imai, Y., Aubourg, P., Cartier, N.Kupperschmitt, A., Imai, Y.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A 101 ページ: 3557-3562
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Macrophage/microglia-specific protein Iba1 binds to fimbrin and enhances. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa, K., Imai, Y., Sasaki, Y., Kanazawa, H., Kohsaka, S.
  • 雑誌名: J.Neurochem. 88 ページ: 844-856
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] L-Serine-mediated release of apolipoprotein E and lipids from microglial cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mori K, Yokoyama A, Yang L, Yang L, Maeda N, Mitsuda N, Tanaka J
  • 雑誌名: Experimental Neurology 185 ページ: 220-231
• [雑誌論文] Microglia, a potential source of neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama A, Yang L, Itoh S, Mori K, Tanaka J
  • 雑誌名: Glia 45 ページ: 96-104
• [雑誌論文] Regulation of ADF/cofilin phosphorylation and synaptic function by LIM-kinase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Meng, H.Takahashi, J.Meng, Y Zhang, G.Lu, A.Asrar, T.Nakamura, Z.Jia
  • 雑誌名: Neuropharmacology 47 ページ: 746-754
• [雑誌論文] Macrophage/microglia-specific protein Ibal binds to fimbrin and enhances actin-bundling activity of fimbrin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa, K., Imai, Y., Sasaki, Y., Kanazawa, H., Kohsaka, S.
  • 雑誌名: J.Neurochem. 88 ページ: 844-856
• [雑誌論文] Human CD34+ cells differntiate into microglia and express recombinant therapeutic protein. (2004)
  • 著者名/発表者名: Asheuer, M., Pflumo, F., Benhamida, S., Dubart-Kupperschmitt, A., Imai, Y., Aubourg, P., Cartier, N.Kupperschmitt, A., Imai, Y., Aubourg, P., Cartier, N.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 101 ページ: 3557-3562
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of macrophage/microglia-sepcific calcium-binding protein Ibal. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamada, M., Imai, Y., Kohsaka, S., Kamitori S.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr.D Biol.Crystallogr. 60 ページ: 569-571