神経炎症における傷害性アストロサイト一次繊毛の形成と機能の解明

老化やアルツハイマー病において脳内で慢性的な神経炎症がおこり、神経回路網の障害により認知機能の低下が起こることが示唆されている。これまで神経回路網の構築や維持にポジティブに働くと思われていたアストロサイトが神経炎症では障害性アストロサイトへと変化し、逆に神経障害を導く重要なプレイヤーとして働くことが近年見出された。本研究では細胞のアンテナとして働く一次繊毛が、神経炎症時のアストロサイトにおいて構造的また機能的に変化するかどうか検証し、さらにその分子基盤を明らかにし、アストロサイトの一次繊毛と疾患との関係を明らかにすることを目指している。初代神経培養細胞を用いたin vitro実験、マウスを用いたin vivo実験、そして網羅的なトランスクリプトームおよびプロテオーム解析の多方面からのアプローチを開始した。その結果、グリア細胞の培養系に細菌由来のリポポリサッカライド（LPS）を添加すると障害性アストロサイトのマーカータンパク質であるC3の発現が顕著に増加するとともに一次繊毛の長さが長くなることを見出した。グリア細胞よりアストロサイトのみを単離培養した際には炎症性サイトカイン刺激により同様の現象が観察された。予備的なsiRNAを用いた実験において、グリア細胞に一次繊毛形成に必須のIFT88をノックダウンするsiRNAを導入するとサイトカイン刺激に伴うC3発現の抑制が認められた。またマウスにLPSを投与した後の脳切片でアストロサイトのマーカーであるGFAPおよびC3の発現上昇が観察された。一方、神経炎症時のアストロサイトの遺伝子発現およびタンパク質発現の解析を進めるために遺伝子発現データの解析とプロテオームを行うための遺伝子改変マウスの作成を行った。

老化やアルツハイマー病において脳内で慢性的な神経炎症がおこり、神経回路網の障害により認知機能の低下が起こることが示唆されている。これまで神経回路網の構築や維持にポジティブに働くと思われていたアストロサイトが神経炎症では障害性アストロサイトへと変化し、逆に神経障害を導く重要なプレイヤーとして働くことが近年見出された。本研究では細胞のアンテナとして働く一次繊毛が、神経炎症時のアストロサイトにおいて構造的また機能的に変化するかどうか検証し、さらにその分子基盤を明らかにし、アストロサイトの一次繊毛と疾患との関係を明らかにすることを目指している。初代神経培養細胞を用いたin vitro実験、マウスを用いたin vivo実験、そして網羅的なトランスクリプトームおよびプロテオーム解析の多方面からのアプローチを開始した。その結果、グリア細胞の培養系に細菌由来のリポポリサッカライド（LPS）を添加すると障害性アストロサイトのマーカータンパク質であるC3の発現が顕著に増加するとともに一次繊毛の長さが長くなることを見出した。グリア細胞よりアストロサイトのみを単離培養した際には炎症性サイトカイン刺激により同様の現象が観察された。予備的なsiRNAを用いた実験において、グリア細胞に一次繊毛形成に必須のIFT88をノックダウンするsiRNAを導入するとサイトカイン刺激に伴うC3発現の抑制が認められた。またマウスにLPSを投与した後の脳切片でアストロサイトのマーカーであるGFAPおよびC3の発現上昇が観察された。一方、神経炎症時のアストロサイトの遺伝子発現およびタンパク質発現の解析を進めるために遺伝子発現データの解析とプロテオームを行うための遺伝子改変マウスの作成を行った。