グリアによるαシヌクレインの細胞間伝播阻止とその破綻による脳・腸神経病態の形成

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23K06928
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 宮崎 育子 岡山大学, 医歯薬学域, 講師 (40335633)
• 研究分担者: 浅沼 幹人 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00273970)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• キーワード: パーキンソン病 / αシヌクレイン / ドパミン神経 / グリア細胞 / アストロサイト

研究実績の概要

線維化αシヌクレイン(αSyn preformed fibril, PFF)によるドパミン神経障害へのグリア細胞の関与について検討した．妊娠15日齢のSDラット胎仔中脳を用いて，中脳神経細胞単独培養，中脳神経細胞+グリア細胞(アストロサイト+ミクログリア)共培養を作製し，αSyn PFFを72時間添加し，チロシン水酸化酵素(TH)陽性ドパミン神経細胞数を計測した．また，中脳神経細胞単独培養にαSyn PFFとともにグリア培養上清あるいはアストロサイト培養上清を添加し，ドパミン神経細胞数を計測した．ドパミン神経細胞内のαSyn凝集体形成を抗リン酸化αSyn抗体を用いた免疫染色により検討した．
神経細胞単独培養にαSyn PFFを添加するとTH陽性ドパミン神経細胞数が低下し，神経細胞内におけるリン酸化αSyn陽性シグナルが増加した．一方，中脳神経細胞+グリア共培養では，αSyn PFFによるドパミン神経毒性および神経細胞内でのリン酸化αSyn陽性シグナルの増加はみられなかった．また，グリア細胞におけるαSyn凝集体を免疫染色により検討した結果，アストロサイトにおいて凝集αSynの蓄積がみられたが，ミクログリアではほとんどみられなかった．さらに，グリア細胞あるいはアストロサイトの培養上清をαSyn PFFとともに神経細胞に添加したところ，αSyn PFFによるドパミン神経毒性がみられなかった．
以上の結果より，グリア細胞の中でもとくにアストロサイトは細胞外の線維化αSynを取り込むだけではなく，何らかの分子を細胞外に分泌することでドパミン神経細胞におけるαSyn凝集体形成および神経障害を抑制することが示唆された．

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

線維化αSynによるドパミン神経障害へのグリア細胞の関与について検討し，グリア細胞の中でもとくにアストロサイトが細胞外の線維化αSynを細胞内に取り込むだけではなく，何らかの分子を細胞外に分泌することでドパミン神経細胞におけるαSyn凝集体形成および神経障害を抑制するという結果が得られた．これらの結果を踏まえ，次年度はアストロサイトの細胞内におけるαSyn凝集体分解機構の解明およびアストロサイトが細胞外に分泌するαSyn神経毒性抑制分子の同定，さらに腸管神経系におけるαSyn腸管神経毒性への腸管グリア細胞の関与に関する検討に発展させることができる．

今後の研究の推進方策

グリア細胞のαSyn凝集抑制・分解機構を解析する．ミクログリアと共培養したアストロサイトあるいはアストロサイト単独培養に線維化αSynを添加し，アストロサイトの細胞内および培養液中の蛋白凝集抑制・分解関連分子 (LC3II, p62, 14-3-3 protein, DJ-1, proteasome, ubiquitin, MT)の発現変化を解析する．また，腸管神経系におけるαSyn神経毒性へのグリア細胞の関与について検討する．腸管神経単独培養あるいは腸管神経+腸管グリア共培養に線維化αSynを添加し，腸管神経におけるαSyn凝集体形成および神経毒性，腸管グリア細胞による線維化αSynの貪食および蛋白凝集抑制・分解関連分子 (LC3II, p62, 14-3-3 protein, DJ-1, proteasome, ubiquitin, MT)の発現変化について検討する．

次年度使用額が生じた理由

本年度は中脳を用いた初代培養の実験を行い，効率よく実験結果を得ることができた．そのため，妊娠ラットに必要として計上していた経費の一部にあたる56,420円を次年度に使用することとなった．次年度の請求研究費と合わせて，培養実験のための消耗品費として使用する予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Neurogenesis impairment with glial activation in the hippocampus-connected regions of intracerebroventricular streptozotocin-injected mice (2024)
  • 著者名/発表者名: Masai Kaori、Nakayama Yuta、Shin Kotaro、Sugahara Chiaki、Miyazaki Ikuko、Yasuhara Takao、Date Isao、Asanuma Masato
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 820 ページ: 137598～137598
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2023.137598
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphorylated SARM1 is involved in the pathological process of rotenone-induced neurodegeneration (2023)
  • 著者名/発表者名: Murata Hitoshi、Phoo May Tha Zin、Ochi Toshiki、Tomonobu Nahoko、Yamamoto Ken-ichi、Kinoshita Rie、Miyazaki Ikuko、Nishibori Masahiro、Asanuma Masato、Sakaguchi Masakiyo
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 174 ページ: 533～548
  • DOI: 10.1093/jb/mvad068
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multifunctional Metallothioneins as a Target for Neuroprotection in Parkinson’s Disease (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki Ikuko、Asanuma Masato
  • 雑誌名: Antioxidants 巻: 12 ページ: 894～894
  • DOI: 10.3390/antiox12040894
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 脳・腸神経変性を再現できるパーキンソン病モデルにおける腸管バリア機能の破綻，炎症反応. (2023)
  • 著者名/発表者名: 浅沼幹人, 宮崎育子, 進 浩太郎, 都 明希, 小林壯太朗, 津田光希, 小野鈴香, 小川賢透, 正井加織
  • 学会等名: 第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] 中脳神経細胞におけるαシヌクレイン発現とロテノン誘発神経障害へのグリア細胞部位特異性の関与. (2023)
  • 著者名/発表者名: 宮崎育子, 菊岡 亮, 磯岡奈未, 十川千春, 十川紀夫, 北村佳久, 浅沼幹人
  • 学会等名: 第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] Mesencephalic glia contributes to alpha-synuclein expression and neurotoxicity in parkinsonian model. (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, I., Kikuoka, R., Isooka, N., Sogawa, C., Sogawa, N., Kitamura, Y. and Asanuma, M.
  • 学会等名: 第64回本神経学会学術大会
• [学会発表] 部位特異的アストロサイト－ミクログリア連関がもたらすドパミン神経障害. シンポジウム: ミクログリア毒性学 (2023)
  • 著者名/発表者名: 宮崎育子, 浅沼幹人
  • 学会等名: 第50回日本毒性学会学術年会
  • 招待講演
• [学会発表] ストレプトゾトシン脳室内投与孤発性アルツハイマー病モデルマウスにおけるグリア細胞活性化の領域特異性. (2023)
  • 著者名/発表者名: 正井加織, 中山裕太, 進浩太郎, 宮崎育子, 浅沼幹人
  • 学会等名: 第66回日本神経化学会大会
• [学会発表] ロテノン曝露による中脳神経細胞におけるαシヌクレイン発現誘導と神経障害へのグリア細胞部位特異性の関与. (2023)
  • 著者名/発表者名: 宮崎育子, 菊岡 亮, 磯岡奈未, 十川千春, 十川紀夫, 北村佳久, 浅沼幹人
  • 学会等名: 第17回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス(MDSJ)
• [学会発表] パーキンソン病の環境要因農薬ロテノンによる中脳ドパミン神経障害とαシヌクレイン発現へのグリア部位特異性の関与. (2023)
  • 著者名/発表者名: 宮崎育子, 菊岡 亮, 磯岡奈未, 十川千春, 十川紀夫, 北村佳久, 浅沼幹人
  • 学会等名: 第53回日本神経精神薬理学会年会
• [学会発表] メタロチオネイン発現を誘導するアストロサイトのセロトニン1A 受容体刺激による神経突起伸長作用の検討. (2023)
  • 著者名/発表者名: 浅沼幹人, 一瀬愛花, 三澤一華, 小川賢透, 進浩太郎, 宮崎育子
  • 学会等名: メタルバイオサイエンス研究会2023
• [備考] 岡山大学大学院医歯薬学総合研究科脳神経機構学
  • URL: https://okayama-medicalneuro.com