変異COD1導入グリア細胞の運動ニューロン傷害機序と細胞内骨格の動態解析

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19590991
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 永井 真貴子 岡山大学, 医学部・歯学部附属病院, 助教 (80420488)
• キーワード: 筋萎縮性側索硬化症(ALS) / 運動ニューロン / アストロサイト / 胚性幹細胞 / 分化誘導 / Bax / オートファジー / レチノイド

研究概要

本研究の目的は、in vitroの系を用いてグリア細胞からのシグナルが運動ニューロンの構造タンパクに与える影響を、明らかにすることである。実験材料として変異SOD1 (G93A) を導入したトランスジェニックマウス(筋萎縮性側索硬化症モデルマウス)およびコントロールマウスを用いた。生後1-2日のマウス脊髄を取り出し、トリプシン処理し細胞を培養、振とう培養を行い、混入したミクログリアが除去されたアストロサイトの初代培養細胞を得た。別にHb9プロモーターの下でGFPを発現させたトランスジェニックマウスの胚性幹細胞からレチノイン酸およびソーニックヘッジホッグを用いて運動ニューロンを分化誘導した。この胚性幹細胞由来運動ニューロンをALSモデルおよびコントロールマウスのアストロサイト上で共培養し、アストロサイトが運動ニューロンに及ぼす影響を観察した。その結果、変異SOD1を発現したアストロサイト上の運動ニューロンは生存率がコントロールと比較して低下しており、また残存した運動ニューロンの細胞体の面積が小さく、伸長した軸索の長さが短いことがわかり、細胞毒性を持つと考えられた。この細胞毒性が液性因子によるものかを明らかにするためにそれぞれのアストロサイトの培養液を集め、その中で胚性幹細胞由来運動ニューロンのみを培養したところやはり神経細胞の生存率の低下が認められた。原因物質は同定できていないが、Bax inhibitorであるV5を培養液に加えることで生存率の低下を抑制でき、機序としてBaxの存在が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Astrocytes expressing ALS-linked mutated SOD1 release factors selectively toxic to motor neurons. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nagai M, Re DB, Nagata T, Chalazonitis A, Jessell TM, Wichterle H, Przedborski S.
  • 雑誌名: Nature Neurosci. 10(5) ページ: 615-622
  • 査読あり
• [雑誌論文] Motor Neuron Disease in Transgenic Mice With an H46R Mutant SOD1 Gene. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sasaki S, Nagai M, Aoki M, Komori T, Itoyama Y, Iwata M
  • 雑誌名: J Neuropathol Exp Neurol 66 ページ: 517-524
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased autophagy in transgenic mice with a G93A mutant SOD1 gene. (2007)
  • 著者名/発表者名: Morimoto N, Nagai M, Ohta Y, Miyazaki K, Kurata T, Morimoto M, Murakami T, Takehisa Y, Ikeda Y, Kamiya T, Ahe K.
  • 雑誌名: Brain Res. 1167 ページ: 112-117
  • 査読あり
• [学会発表] Dysfunction of mitochondrial oxidative phosphorylation in ALS rat model. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nagai M, Ohta Y, Morimoto N, Miyazaki K, Kurata T, Morimoto M, Murakami T, Takehisa Y, Ikeda Y, Kamiya T, Abe K.
  • 学会等名: Brain 07
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2007-05-21