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ミクログリアのTLR3-IFNbシグナリングによるグリオーシス制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K06383
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関安田女子大学

研究代表者

中西 博  安田女子大学, 薬学部, 教授 (20155774)

研究分担者 野中 さおり  安田女子大学, 薬学部, 講師 (40767787)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードグリオーシス / カテプシンH / ミクログリア / Toll様受容体3 / インターフェロンーbeta / トル様受容体3 / インターフェロン-beta / アストロサイト / インターフェロン-beta / グリオーシス制御 / IFN-beta
研究開始時の研究の概要

脳損傷後のグリオーシスの形成機序ならびに脳機能回復への関与について理解すことは重要であるが、不明な点が多い。低酸素/脳虚血により野生型マウスでは著明な脳萎縮が生じるが、リソソーム性タンパク質分解酵素のカテプシンHを欠損させたマウスでは著明なニューロン死と高度なグリオーシスが生じ、脳萎縮は軽度であった。カテプシンHはToll様受容体3のプロセシングに関与するため、カテプシンH欠損マウスではIFN-beta産生分泌の低下が高度なグリオーシスを引き起こす要因となった可能性がある。そこで、本研究はミクログリアのToll様受容体3-IFN-betaシグナリングを介したグリオーシス制御機構を明らかにする。

研究成果の概要

野生型マウスでは低酸素/脳虚血負荷に伴いアストログリオーシスが軽度で、高度な脳萎縮が生じた。一方、カテプシンH欠損マウスではニューロン死に伴い高度なアストログリオーシスが形成された。カテプシンH欠損マウスではミクログリア・マクロファージにおけるToll様受容体3発現が減少していた。このためインターフェロン-beta(IFN -beta)の産生分泌が低下し、低酸素/脳虚負荷に伴い高度なアストログリオーシスが形成され、軽度な脳萎縮しか生じなかったと考えられる。さらにミクログリアから産生分泌されたIFN -betaが、ミクログリアの生存維持ならびにアストロサイトの増殖抑制に関与することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳損傷に伴って生じるアストログリオーシスがどのように形成され、脳機能回復にどのように関与するのかを理解することは、損傷脳の機能再生・回復技術開発にとって不可欠である。しかし、不明な点が多いのが現状である。本研究においてミクログリアから産生分泌されるIFN -betaが、ミクログリアの生存維持yやアストロサイトの増殖抑制に関与することを突き止めた。さらにIFN -beta産生に必要なTLR3の成熟・安定化にはカテプシンH によるプロテオリシスが関与していることを明らかにした。本研究より、カテプシンH の酵素活性阻害あるいは発現抑制により高度なアストログリオーシス誘導が可能であることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 6件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Gingipain-carrying outer membrane vesicles from Porphyromonas gingivalis cause barrier dysfunction of Caco-2?cells by releasing gingipain into the cytosol2024

    • 著者名/発表者名
      Nonaka Saori、Okamoto Rin、Katsuta Yui、Kanetsuki Shiori、Nakanishi Hiroshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 707 ページ: 149783-149783

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2024.149783

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Human β-Defensin 3 Inhibition of P. gingivalis LPS-Induced IL-1β Production by BV-2 Microglia through Suppression of Cathepsins B and L2024

    • 著者名/発表者名
      Inoue E, Minatozaki S, Shimizu S, Miyamoto S, Jo M, Ni J, Tozaki-Saitoh H, Oda K, Nonaka S, Nakanishi H
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 13 号: 3 ページ: 283-283

    • DOI

      10.3390/cells13030283

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Targeting cellular gaps using Janus nanoparticles containing cationic polymers and surfactant lipids2023

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Matsumoto, Takeo Kitazawa, Yuta Hatori, Masahiro Murakami, Hiroshi Nakanishi, Chie Watanabe, Tomoya Takashima, Masahiro Murakami
    • 雑誌名

      Drug Discoveries & Therapeutics

      巻: 17 号: 2 ページ: 104-113

    • DOI

      10.5582/ddt.2022.01118

    • ISSN
      1881-7831, 1881-784X
    • 年月日
      2023-04-30
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Zinc finger protein 335 mediates lipopolysaccharide‐induced neurodegeneration and memory loss as a transcriptional factor in microglia2023

    • 著者名/発表者名
      Kong Wei、Xie Zhen、Shang Xiaokang、Hayashi Yoshinori、Lan Fei、Narengaowa、Zhao Shuxuan、Li Hui、Quan Zhenzhen、Wu Zhou、Nakanishi Hiroshi、Qing Hong、Ni Junjun
    • 雑誌名

      Glia

      巻: 71 号: 12 ページ: 2720-2734

    • DOI

      10.1002/glia.24447

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Secreted gingipains from Porphyromonas gingivalis induce increased permeability of human cerebral microvascular endotherial cells through intracellular degradation of tight junction proteins.2022

    • 著者名/発表者名
      Nonaka S, Kadowaki T, Nakanishi H.
    • 雑誌名

      Neurochemistry International

      巻: 154 ページ: 105282-105282

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2022.105282

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Microglial cathepsin E plays a role in neuroinflammation and amyloid β production in Alzheimer’s disease2022

    • 著者名/発表者名
      Xie Zhen、Meng Jie、Kong Wei、Wu Zhou、Lan Fei、Narengaowa、Hayashi Yoshinori、Yang Qinghu、Bai Zhantao、Nakanishi Hiroshi、Qing Hong、Ni Junjun
    • 雑誌名

      Aging Cell

      巻: 21 号: 3

    • DOI

      10.1111/acel.13565

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ATP13A2 modifies mitochondrial localization of overexpressed TOM20 to autolysosomal pathway2022

    • 著者名/発表者名
      Hatori Yuta、Kanda Yukina、Nonaka Saori、Nakanishi Hiroshi、Kitazawa Takeo
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 11 ページ: e0276823-e0276823

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0276823

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Human β-Defensin 3 Inhibits Porphyromonas Gingivalis Lipopolysaccharide-Induced Oxidative and Inflammatory Responses of Microglia by Suppression of Cathepsins B and L2022

    • 著者名/発表者名
      Inoue Erika、Minatozaki Shiyo、Katsuta Yui、Nonaka Saori、Nakanishi Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 23 ページ: 15099-15099

    • DOI

      10.3390/ijms232315099

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microglial cathepsin E plays a role in neuroinflammation and amyloid β production in Alzheimer’s disease.2022

    • 著者名/発表者名
      Xie Z , Meng J, Kong W, Wu Z, Lan F, Narengaowa, Hayashi Y, Qinghu Yang Q, Bai Z, Nakanishi H, Qing H, Ni J.
    • 雑誌名

      Aging Cell

      巻: 21

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Differential Expression and Distinct Roles of Proteinase-Activated Receptor 2 in Microglia and Neurons in Neonatal Mouse Brain After Hypoxia-Ischemic Injury2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Yicong、Li Hui、Hu Jiangqi、Wu Zhou、Meng Jie、Hayashi Yoshinori、Nakanishi Hiroshi、Qing Hong、Ni Junjun
    • 雑誌名

      Molecular Neurobiology

      巻: 59 号: 1 ページ: 717-730

    • DOI

      10.1007/s12035-021-02594-5

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cathepsin H deficiency decreases hypoxia-ischemia-induced hippocampal atrophy in neonatal mice through attenuated TLR3/INF-β signaling.2021

    • 著者名/発表者名
      Ni J, Zhang X, Reinheckel T, Turk V, Nakanishi H.
    • 雑誌名

      J. Neuroinflammation

      巻: 18 号: 1 ページ: 176-176

    • DOI

      10.1186/s12974-021-02227-7

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation of CSF-1 independent ramified microglia from leptomeninges in vitro.2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka J, Takahashi H, Yano H, Nakanishi H.
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 10 ページ: 24-24

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stem cells from human exfoliated deciduous teeth attenuate mechanical allodynia in mice through distinct from the siglec-9/MCP-1-mediated tissue-repairing mechanism2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yoshinori、Kato Hiroki、Nonaka Kazuaki、Nakanishi Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 20053-20053

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99585-2

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microglial circadian clock regulation of microglial structural complexity, dendritic spine density and inflammatory response.2021

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi H., Ni J., Nonaka S., Hayashi Y.
    • 雑誌名

      Neurochemistry International

      巻: 142 ページ: 104905-104905

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ジンジバリス菌リポ多糖類(LPS)ならびに外膜ベシクル(OMV)によるミクログリアにおけるIL-1beta産生経路の解明2023

    • 著者名/発表者名
      宮本彩也華、井上瑛里加、清水咲至、城美紗桃、湊崎紫陽、齋藤秀俊、小田康祐、 野中さおり、中西博
    • 学会等名
      第62回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] beta-ディフェンシン3のジンジバリス菌リポ多糖類ならびに外膜ベシクルによるミクログリアにおけるIL-1bbeta産生に及ぼす作用の解析2023

    • 著者名/発表者名
      清水咲至、井上瑛里加、宮本彩也華、城美紗桃、湊崎紫陽、齋藤秀俊、野中さおり、 小田康祐、中西博
    • 学会等名
      第62回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ノルアドレナリンのジンジバリス菌リポ多糖類ならびに外膜ベシクルによるミクログリアにおけるIL-1beta産生に及ぼす作用の解析2023

    • 著者名/発表者名
      城美紗桃、清水咲至、宮本彩也華、白川澄香、村本桜、森本千陽、竹森佑月、池田穂乃花、齋藤秀俊、中西博
    • 学会等名
      第62回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ジンジバリス菌が分泌する外膜小胞による腸上皮バリア破綻機構2023

    • 著者名/発表者名
      野中さおり、岡本凜、勝田結衣、金築志織、中西博
    • 学会等名
      第96回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Gingipains from P. gingivalis destroy blood-brain barrier and intestinal barrier through intracellular degradation of tight junction proteins2023

    • 著者名/発表者名
      Nonaka S, Tochigi S, Okamoto R, Nakanishi H.
    • 学会等名
      11th IBRO World Congress of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジンジバリス菌由来リポ多糖類(LPS)刺激によるミクログリアにおけるIL-1beta産生に対するbeta-ディフェンシン3の抑制メカニズムの解析2023

    • 著者名/発表者名
      井上瑛里加、湊崎紫陽、小田康祐、野中さおり、中西博
    • 学会等名
      第144回日本薬理学会近畿部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 主要な歯周病菌「ジンジバリス菌」が分泌する外膜ベシクル(OMV)による脳ならびに腸バリア機能の破綻メカニズムの解明2023

    • 著者名/発表者名
      野中さおり、中西博
    • 学会等名
      第144回日本薬理学会近畿部会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 歯周病菌LPSによりミクログリアにおいて産生・分泌されるサイトカイン類の網羅的解析2022

    • 著者名/発表者名
      大森朱莉、大本凜、野中さおり、中西博
    • 学会等名
      第61回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト beta-ディフェンシン-3の歯周病菌LPSにより誘発されるミクログリアの酸化ストレスならびに炎症反応に対する抑制作用2022

    • 著者名/発表者名
      崎紫陽、井上瑛里加、野中さおり、中西博
    • 学会等名
      第61回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト beta-ディフェンシン-3の歯周病菌LPSにより誘発されるミクログリアの酸化ストレス・炎症反応に対する抑制メカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      井上瑛里加、湊崎紫陽、野中さおり、中西博
    • 学会等名
      第61回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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