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ミクログリアの性質変化に着目したストレスによる神経回路異常の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K06359
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48030:薬理学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

谷口 将之  神戸大学, 医学研究科, 助教 (90831751)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードストレス / ミクログリア / エピゲノム / シングルセル解析 / 神経回路 / 精神疾患
研究開始時の研究の概要

ストレスの慢性化は抑うつや不安など情動変容を引き起こし、精神疾患のリスク因子となる。マウス社会挫折ストレスを用いて、ストレスが内側前頭前皮質の神経細胞樹状突起の萎縮を伴う認知情動変容を誘導すること、この変化にはミクログリアの活性化が重要であることを示した。ストレスによる認知情動変容はミクログリアの性質変化に端を発した神経回路異常によると推測されるが、その実態は明らかでない。本研究では、ストレスによるミクログリアの性質変化の実態とそれらが障害する神経回路を同定し、ストレスによるグリア神経相互作用の破綻の分子基盤に迫る。本研究を通じて、ストレス性疾患の新たな創薬標的創出に資する知見を得る。

研究実績の概要

社会から受ける慢性ストレスはうつ病など精神疾患のリスク因子となる。研究代表者らはマウス社会挫折ストレスを用い、ストレスの反復は認知情動変容に伴い特定の前頭前皮質神経細胞の樹状突起の萎縮を誘導すること、この変化にはミクログリアの性質の変化が必須であることを示してきた。従って、ストレスの反復による認知情動変容はミクログリアの性質変化による神経細胞機能異常および神経回路異常に端を発すると推測されるが、その実態は不明である。本研究では、ストレスの反復によるグリア神経細胞相互作用の破綻の分子基盤を解明し、うつ病などストレス関連疾患の病態機序解明や新たな創薬標的創出に資する知見を得る。
本年度は、ミクログリアの遺伝子発現解析及びエピゲノム解析から推定した重要性が高い転写因子に着目し、このfloxedマウスとCX3CR1-CreERTマウスを掛け合わせて作出したミクログリア特異的な遺伝子欠損マウスを用いて、ミクログリアでストレスにより変動する遺伝子発現変化への影響を調べた。その結果、ミクログリア特異的な転写因子の欠損はストレスにより変動する遺伝子の一部を消失させることを見出した。さらに、ミクログリアの遺伝子操作が神経細胞を含む他の細胞種に与える影響を調べるために、単一核RNA-seqを導入し、その最適化を進めている。並行して、上記マウスを用いて、ミクログリア特異的な遺伝子操作が、ミクログリア以外の他の細胞に与える影響を脳組織のバルクRNA-seqとCell-type deconvolution法を組み合わせて調べた。その結果、ミクログリアの遺伝子操作は神経細胞を含む複数細胞種のストレスによる遺伝子発現変化に影響を与える可能性が示された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、ミクログリアの特定の転写因子が、ストレスによるミクログリアの遺伝子発現変化に重要であることを示した。さらに、この転写因子のミクログリア特異的な遺伝子発現操作が神経細胞を含む複数細胞種のストレスによる遺伝子発現変化に影響を与える可能性を示した。また、複数脳領域の全細胞集団を解析するための単一核RNA-seqを新たに導入し、その最適化を進めており、研究をさらに進めるための基盤が整いつつある。以上の研究成果から、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

本年度の解析からミクログリアの遺伝子操作が他の細胞種に影響を与える可能性が示された。従って、これらの細胞種相互作用の実態を明らかにするため、単一核RNA-seqを用いた細胞種特異的な解析を進める。また、ミクログリアの遺伝子操作による神経細胞の機能変化については電気生理学的手法も導入し解析を試みる。また、これまでの解析からストレスによるミクログリア及び脳組織の単一細胞RNA-seq、バルクRNA-seqのデータが蓄積しつつあり、オミクス解析の専門家と連携しながらデータ解析手法に改良を重ね、その妥当性を検証する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Chronic stress alters lipid mediator profiles associated with immune-related gene expressions and cell compositions in mouse bone marrow and spleen2024

    • 著者名/発表者名
      Horikawa Io、Nagai Hirotaka、Taniguchi Masayuki、Chen Guowei、Shinohara Masakazu、Suzuki Tomohide、Ishii Shinichi、Katayama Yoshio、Kitaoka Shiho、Furuyashiki Tomoyuki
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 154 号: 4 ページ: 279-293

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2024.02.010

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-Cell RNA Sequencing Reveals an Immune Landscape of CD4 <sup>+</sup> T Cells in Coronary Culprit Plaques With Acute Coronary Syndrome in Humans2024

    • 著者名/発表者名
      Takeda Shintaro、Emoto Takuo、Yamashita Tomoya、Yamamoto Hiroyuki、Takaya Tomofumi、Sawada Takahiro、Yoshida Takeshi、Inoue Masatoshi、Suzuki Yuya、Hamana Tomoyo、Inoue Taishi、Taniguchi Masayuki、Sasaki Naoto、Otake Hiromasa、Ohkawa Takenao、Furuyashiki Tomoyuki、Kawai Hiroya、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology

      巻: - 号: 5 ページ: 1135-1143

    • DOI

      10.1161/atvbaha.123.320409

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ストレスによる炎症応答における末梢・中枢のクロストーク2024

    • 著者名/発表者名
      谷口将之,古屋敷智之
    • 雑誌名

      臨床精神医学

      巻: 53 ページ: 443-450

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マウスの慢性ストレスによる骨髄・脾臓での遺伝子発現・細胞組成・脂質メディエーターの変化2024

    • 著者名/発表者名
      堀川伊和, 永井裕崇, 谷口将之, 陳国威, 篠原正和, 鈴木知秀, 石井慎一, 片山義雄, 北岡志保, 古屋敷智之
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ミクログリアはストレスによる複数の分子経路を統合し認知情動変容を誘導する2024

    • 著者名/発表者名
      谷口将之,古屋敷智之
    • 学会等名
      第8回日本骨免疫学会ウインタースクール
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ストレスによるミクログリアの転写・エピゲノム応答とその役割2023

    • 著者名/発表者名
      谷口将之, 古屋敷智之
    • 学会等名
      第44回日本炎症再生医学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミクログリアはToll様受容体2/4とグルココルチコイド受容体を介してストレス期間とストレス感受性を統合し情動変容を誘導する2023

    • 著者名/発表者名
      谷口将之, 松下和敏, 三島零, 北岡志保, 工樂樹洋, 門田満隆, 古屋敷智之
    • 学会等名
      第143回日本薬理学会近畿部会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マウスの慢性社会挫折ストレスによる情動行動変化とミクログリア活性化におけるP2X7受容体の役割2023

    • 著者名/発表者名
      田博文, 谷口将之, 松下和敏, 三島零, 谷津健太, 古屋敷智之
    • 学会等名
      第143回日本薬理学会近畿部会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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