オリゴデンドロ前駆細胞による脳内炎症制御からアプローチする双極性障害の病態解明

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K10232
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 田村 泰久 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 副チームリーダー (60446523)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: NG2 / OPC / 脳内炎症

研究実績の概要

本申請研究は、成体脳におけるオリゴデンドロサイト前駆細胞（NG2グリア）が脳内環境保全にどのような役割を果たすのかを明らかにするとともに、精神疾患である双極性障害の発症に関わる可能性について調べることを目的とする。これまでに、我々はNG2グリアの選択的除去実験から、NG2グリアが炎症制御を介して、脳内環境保全に関わる可能性を示唆してきた。さらに、NG2グリアが直接的または間接的にマイクログリアの活性化機構に関わる可能性も示した。本年度は、昨年度に引き続き、OPCによる脳内炎症制御に関わる分子機構の解明研究を実施した。昨年度は、複数の候補分子の中から肝細胞増殖因子（HGF）に注目し、①NG2グリアにおけるHGF発現、②HGF脳内投与によるマイクログリア活性化抑制などを明らかにした。今年度は、NG2グリア特異的HGF欠損マウス作製のための準備を行いつつ、その他の候補分子について検索した。その結果、INFAR2、CD4などの分子がOPC除去後経時的に変化することを見出した。現在、これら分子について詳細な解析を実施している。
また、我々は末梢組織（特に、毛包）におけるNG2陽性細胞の存在を明らかにするとともに、毛包NG2細胞が中枢神経系と同様に、分裂活性を有することや毛包形成細胞を産生する可能性を示唆することも明らかにした。さらに、毛包NG2細胞のin vivoイメージング法を確立し、毛周期のモニタリングに利用できることも示した。

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

本年度の研究計画は、NG2グリア（OPC）による脳内炎症制御機構の分子メカニズムを解明することが主目的である。本年度は、昨年度のHGFに加えて、NG2グリア除去により複数の分子（INFA2RやCD4）が変更することを明らかにしてきた。現在のところ、詳細な分子メカニズムの解明には至っていないが、NG2グリア（OPC）による脳内炎症制御機構に新たな免疫担当細胞の関与を示唆するデータを得つつあり、今後につながるものと考える。この点において、予想通りの成果を得ることができたと考える。

今後の研究の推進方策

平成30年度の研究計画は、NG2グリアによる脳内炎症制御機構を解明するとともに、NG2グリア-脳内炎症-双極性障害の関連性について検討することを目的とする。

次年度使用額が生じた理由

＜理由＞
遺伝子改変動物の購入を延期したため。
＜使用計画＞
昨年度繰り越しとあわせた予算は、得られた成果を考慮しながら、種々の動物や試薬等を購入する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] In vivo monitoring of hair cycle stages via bioluminescence imaging of hair follicle NG2 cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamura Y, Takata K, Eguchi A, Kataoka Y.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 8 ページ: 393
  • DOI: 10.1038/s41598-017-18763-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 神経炎症制御にかかわるNG2グリア (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村泰久、片岡洋祐
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 36 ページ: 389-393
• [雑誌論文] PET imaging of neurogenic activity in the adult brain: toward in vivo imaging of human neurogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tamura Y, Kataoka Y.
  • 雑誌名: Neurogenesis 巻: 4 ページ: e1281861
  • DOI: 10.1080/23262133.2017.1281861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Music Improves subjective feelings leading to cardiac autonomic nervous modulation: A pilot study. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kume S, Nishimura Y, Mizuno K, Sakimoto N, Hori H, Tamura Y, Yamato M, Mitsuhashi R, Akiba K, Koizumi JI, Watanabe Y, Kataoka Y.
  • 雑誌名: Front Neurosci. 巻: 11 ページ: 108
  • DOI: 10.3389/fnins.2017.00108.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Capillary-inserted rotor design for HRuMASNMR-based metabolomics on mass-limited neurospheres. (2017)
  • 著者名/発表者名: Duong NT, Yamato M, Nakano M, Kume S, Tamura Y, Kataoka Y, Wong A, Nishiyama Y.
  • 雑誌名: Molecules 巻: 22 ページ: E1289
  • DOI: 10.3390/molecules22081289.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Solubility-improved 10-O-substituted SN-38 derivatives with antitumor activity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Doi H, Kida T, Nishino K, Nakatsuji M, Sakamoto S, Shimizu S, Teraoka Y, Tamura Y, Kataoka Y, Inui T.
  • 雑誌名: Chem Med Chem. 巻: 12 ページ: 1715-1722
  • DOI: 10.1002/cmdc.201700454.
  • 査読あり
• [学会発表] Selective ablation of NG2 progenitor cells induced neuroinflammation in adult rat brain. (2017)
  • 著者名/発表者名: 田村泰久、高田孔美、中野正行、江口麻美、片岡洋祐
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Production of neurospheres from adult rat cerebral cortex with atmospheric-pressure plasma irradiation. (2017)
  • 著者名/発表者名: 大和正典、田村泰久、中野正行、久米慧嗣、江口麻美、高田孔美、片岡洋祐
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Age-related changes in the adhesion and fusion of NG2 cells and neurons in rat cerebral cortex. (2017)
  • 著者名/発表者名: 前田光代、江口麻美、田村泰久、久米慧嗣、長谷部祐治、山口祐樹、菊池真樹、須賀三雄、片岡洋祐
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Morphomics Analysis in Rat Brain Tissues Using Scanning Electron Microscopy and Development of Metadatabase for The Microstructure Imaging Data (2017)
  • 著者名/発表者名: 久米慧嗣、前田光代、江口麻美、小林紀郎、桝屋啓志、大和正典、田村泰久、高田孔美、須賀三雄、片岡洋祐
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [備考] 毛包イメージングによる毛周期モニタリング －毛髪再生研究や育毛剤のスクリーニングへの応用に期待－
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2018/20180110_2/digest/
• [備考] 毛包イメージングによる毛周期モニタリング
  • URL: https://www.sankeibiz.jp/smp/compliance/news/180214/cpc1802142244001-s1.htm