2018 Fiscal Year Research-status Report
神経発生発達毒性におけるミクログリアの形態・機能異常の発現とその意義
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17K00572
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
長尾 哲二 近畿大学, 理工学部, 教授 (30351563)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福嶋 伸之 近畿大学, 理工学部, 准教授 (10254161)
駒田 致和 愛知医科大学, 医学部, 講師 (90523994)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 神経発生毒性 / 化学物質曝露 / ミクログリア / 大脳皮質 / ニューロン新生 / 免疫組織染色 / 液性因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胎児期及び新生児期の発生・発達中の脳は、脳‐血管関門等の防御機能が十分でないことから、多くの化学物質に曝されていることに加え、ダイナミックに変化している脳は化学物質曝露に対して極めて感受性が高く脆弱である。ミクログリアは脳の発生・発達の様々な局面で重要な役割を果たしているが、化学物質曝露に起因する異常におけるミクログリアの関与については未だ不明な点が多い。ミクログリアの機能異常は直接、あるいは間接的に大脳皮質の神経発生障害の原因の一つと考えられる。
そこで、化学物質曝露モデルマウスを用いて神経発生毒性の検出を試みるために、既知の神経発生毒性物質である抗てんかん薬バルプロ酸ナトリウムをマウス胎児の神経管閉鎖時期に相当する妊娠期に投与し、胎児大脳皮質におけるニューロン新生への影響、新生ニューロンの分布や層構造への影響など脳の器質的異常を胎児期および新生児期に解析した。その結果、胎児大脳皮質におけるニューロン新生の抑制と新生児大脳皮質における新生ニューロンの移動・分布の異常が観察された。組織異常が観察されたことから、その原因としてミクログリアに着目し、ミクログリアの数や形態の異常を解析した。その結果、バルプロ酸の投与により新生児大脳皮質においてIba1陽性細胞及びアメボイド型ミクログリアの増加が認められた。ミクログリアの活性化は脳内炎症由来のサイトカイン等の液性因子によるシグナル伝達を介して行われることから、これらの因子に対して免疫組織染色とqPCRにより解析し、M1ミクログリアマーカー陽性細胞が増加し、M2ミクログリアマーカー陽性細胞が減少し、またqPCRにおいても同様であることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、既知の神経発生毒性物質のバルプロ酸を妊娠マウスの臨界期に皮下注射して作成したモデルマウス（中枢神経系傷害マウス）を使用することであった。バルプロ酸を子宮内曝露したマウスにおける大脳皮質の神経発生毒性の組織形態学的検出が問題なく進み、胎児あるいは新生児の大脳皮質における組織異常が観察されたことから、これら異常の原因としてのミクログリア活性化の解析を、脳内炎症由来のサイトカイン等の液性因子に対して実施した。また、既知の神経発生・発達毒性化学物質として、ビスフェノールAの胎児期から新生児期にかけての低用量曝露の大脳皮質発生・発達に及ぼす影響とミクログリア活性についても解析が進行している。さらに、ネオニコチノイド系農薬の妊娠期曝露あるいは新生児強制経口曝露による大脳皮質及び海馬の器質的異常についても観察して知見を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
既知の神経発生・発達毒性化学物質で得られた脳の器質的異常を解析し、とくに胎児、新生児期のニューロンの新生、分布や層構造の異常あるいは神経投射などに着目した解析を継続する。ミクログリアは細胞傷害や炎症などの有事において活性化することで免疫応答を担っており、化学物質曝露によって神経発生・発達毒性の原因となる何らかの障害が起きた場合にミクログリアがその事態の収拾を担う、あるいはミクログリアに異常が生じた場合、そのことが神経発生・発達毒性の原因となっている可能性がある。そこで脳（大脳皮質あるいは海馬）に明らかな器質的異常が観察された化学物質曝露モデルマウス（主にバルプロ酸あるいはビスフェノールA）を用いて、それらの原因としてミクログリアに着目し、ミクログリア活性について観察する。脳内炎症由来サイトカイン等の液性因子に対して免疫組織染色あるいはqPCRなどによる解析を継続して行う。次に、化学物質曝露により引き起こされる脳内炎症を抑制することでミクログリアの異常な活性化を抑制し、神経発生・発達毒性の予防法の確立を試みる。すなわちピオグリタゾンなどの抗炎症薬の併用曝露が化学物質による脳内炎症を軽減しミクログリアの異常を防ぐ効果を示すか否かを検討する。
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| Causes of Carryover |
最終年度に補足実験の必要性に備えて、及び成績の公表のための英文校正などの費用に備えるため。
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Research Products
(5 results)
