Identify the main pathway of microglia polarization by trans-omics analysis, and create manipulating technics

脳内の免疫担当細胞として知られるミクログリアは、血液中の免疫細胞であるマクロファージと同様に、刺激に応じて異なる極性を示す。例えば、リポ多糖(LPS)による刺激は炎症性反応を惹起するM1マクロファージを誘導し、IL-4やIL-13と呼ばれるサイトカインによる刺激は抗炎症性反応を惹起するM2マクロファージを誘導する。これらのシグナル伝達の研究はさかんに行われ、複数の細胞内シグナル伝達経路や転写制御ネットワークの重要性が示されてきた。近年、ミクログリアを含む免疫細胞の極性化に、解糖系やTCA回路など中央代謝系の反応が関与していることが報告されている。しかしながら、多様な脳疾患におけるミクログリアの極性化に伴う、中央代謝系の役割と細胞内分子ネットワークの実態は依然不明な点が多い。中央代謝系の細胞内分子ネットワークの解明にはトランスオミクス解析が有効である。この方法では、遺伝子発現、発現タンパク質、低分子化学物質などの多階層の網羅的データから、階層間の因果関係を示す数理モデルを構築して、分子ネットワークの動態を司る中核経路を推定することが可能である。そこで本研究は、ミクログリア様(iMG)細胞でのトランスオミクス解析を用い、ミクログリアの極性化を司る中央代謝系の細胞内分子ネットワークの実態や役割を解明を目的とする。また、精神疾患のマウスモデルや患者由来iMG細胞を用い、中央代謝系の細胞内分子ネットワークの異常と各脳病態との関連に迫る。さらに異常経路の操作技術を創出する。今年度は、iMG細胞をLPSにより極性化した際の、時系列的特徴を捉えるのに最適な時点を決定した。さらに、上記で決定した最適な複数の時点における、健常者と大うつ病患者由来iMG細胞において、LPS刺激による遺伝子発現と発現タンパク質の網羅的解析の検討が現在までに完了している。

脳内の免疫担当細胞として知られるミクログリアは、血液中の免疫細胞であるマクロファージと同様に、刺激に応じて異なる極性を示す。例えば、リポ多糖(LPS)による刺激は炎症性反応を惹起するM1マクロファージを誘導し、IL-4やIL-13と呼ばれるサイトカインによる刺激は抗炎症性反応を惹起するM2マクロファージを誘導する。これらのシグナル伝達の研究はさかんに行われ、複数の細胞内シグナル伝達経路や転写制御ネットワークの重要性が示されてきた。近年、ミクログリアを含む免疫細胞の極性化に、解糖系やTCA回路など中央代謝系の反応が関与していることが報告されている。しかしながら、多様な脳疾患におけるミクログリアの極性化に伴う、中央代謝系の役割と細胞内分子ネットワークの実態は依然不明な点が多い。中央代謝系の細胞内分子ネットワークの解明にはトランスオミクス解析が有効である。この方法では、遺伝子発現、発現タンパク質、低分子化学物質などの多階層の網羅的データから、階層間の因果関係を示す数理モデルを構築して、分子ネットワークの動態を司る中核経路を推定することが可能である。そこで本研究は、ミクログリア様(iMG)細胞でのトランスオミクス解析を用い、ミクログリアの極性化を司る中央代謝系の細胞内分子ネットワークの実態や役割を解明を目的とする。また、精神疾患のマウスモデルや患者由来iMG細胞を用い、中央代謝系の細胞内分子ネットワークの異常と各脳病態との関連に迫る。さらに異常経路の操作技術を創出する。今年度は、iMG細胞をLPSにより極性化した際の、時系列的特徴を捉えるのに最適な時点を決定した。さらに、上記で決定した最適な複数の時点における、健常者と大うつ病患者由来iMG細胞において、LPS刺激による遺伝子発現と発現タンパク質の網羅的解析の検討が現在までに完了している。