成体新生顆粒細胞の既存回路への組み込み制御を介したてんかん発症の抑制

環境エンリッチメント (EE) によって生じる、成体海馬の新生神経細胞 (abGC) の構造変化に対して、マイクログリアがどのように関与しているのかを検証した。abGCにmCherryを発現させるレトロウイルスを成体マウスの海馬歯状回に投与し、4~6週間後にEEで飼育した。abGCの形態を解析したところ、樹状突起の複雑性や成熟スパイン密度が増加していた。また、マイクログリアとabGC樹状突起の接触も、EE群で有意に増加した。一方で、PLX3397を処置してマイクログリアを除去すると、これらの変化は生じなくなった。このことからEEで生じるabGCの構造変化にマイクログリアが関与する可能性が示唆された。マイクログリアは神経活動を感知し、シナプス構造などを調節することが知られている。そこで次に、hM3DqまたはhM4Di融合mCherryを発現するレトロウイルスを作製し、EEでの飼育とともにCNOを投与して神経活動を操作した。しかし、神経活動を亢進・抑制しても、EEで生じるabGCの構造変化に影響は観察されなかった。EEで観察されたabGCsの構造変化にはマイクログリアが必要であったことから、EEではマイクログリアの表現型が変化することで、abGCの構造が調節される可能性がある。そこで最後に、RNA-seqを用いてEEがマイクログリアの遺伝子発現に与える影響を検証した。マイクログリアからTRAP法を用いてRNAを回収し、発現変動遺伝子についてGene Ontology enrichment (GO) 解析を行った。その結果、神経細胞の樹状突起やスパイン形成の制御に関与するサイトカインや成長因子をコードする遺伝子や、マイクログリアと神経細胞の物理的な相互作用に重要な遺伝子の候補が得られた。RNAシーケンスで得られた候補から、今後さらに分子メカニズムを検証する予定である。

環境エンリッチメント (EE) によって生じる、成体海馬の新生神経細胞 (abGC) の構造変化に対して、マイクログリアがどのように関与しているのかを検証した。abGCにmCherryを発現させるレトロウイルスを成体マウスの海馬歯状回に投与し、4~6週間後にEEで飼育した。abGCの形態を解析したところ、樹状突起の複雑性や成熟スパイン密度が増加していた。また、マイクログリアとabGC樹状突起の接触も、EE群で有意に増加した。一方で、PLX3397を処置してマイクログリアを除去すると、これらの変化は生じなくなった。このことからEEで生じるabGCの構造変化にマイクログリアが関与する可能性が示唆された。マイクログリアは神経活動を感知し、シナプス構造などを調節することが知られている。そこで次に、hM3DqまたはhM4Di融合mCherryを発現するレトロウイルスを作製し、EEでの飼育とともにCNOを投与して神経活動を操作した。しかし、神経活動を亢進・抑制しても、EEで生じるabGCの構造変化に影響は観察されなかった。EEで観察されたabGCsの構造変化にはマイクログリアが必要であったことから、EEではマイクログリアの表現型が変化することで、abGCの構造が調節される可能性がある。そこで最後に、RNA-seqを用いてEEがマイクログリアの遺伝子発現に与える影響を検証した。マイクログリアからTRAP法を用いてRNAを回収し、発現変動遺伝子についてGene Ontology enrichment (GO) 解析を行った。その結果、神経細胞の樹状突起やスパイン形成の制御に関与するサイトカインや成長因子をコードする遺伝子や、マイクログリアと神経細胞の物理的な相互作用に重要な遺伝子の候補が得られた。RNAシーケンスで得られた候補から、今後さらに分子メカニズムを検証する予定である。