Exploratory research for neural regeneration after spinal cord injury via ultrasound induced skeletal muscle-released exosomes

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本研究では微小環境形成に関与すると考えられるエクソソームに焦点を絞り、骨格筋を刺激することで放出されるエクソソームがマクロファージを制御して、脊髄損傷後の運動機能回復に有効であるかを検証することが目的である。 培養骨格筋細胞への超音波照射はIRG1発現を増加させ、メタボロ解析によりイタコン酸の増加が確認された。さらにイタコン酸はNRF2発現を抑制し、IL-1β，IL-6, TNF-αの発現を抑制した。RNA-seq解析により、EV処理後のマクロファージではPI3K-Akt経路およびJAK-STAT経路の活性化が認められた。筋管EVに最も多く含まれるmiRNAはmiR-206-3pで、次いでmiR-378a-3p、miR-30d-5p、miR-21a-5pと続いた。これらの結果から超音波は、IRG1発現のアップレギュレーションを介してイタコン酸の産生を増加させると考えられ、マクロファージにおいて抗炎症効果を発揮した。この抗炎症作用には、PI3K-Akt経路とJAK-STAT経路が関与していることが示唆された。また、細胞外小胞内のmiRNAプロファイルからmiR-206-3p、miR-378a-3p、miR-30d-5p、miR-21a-5pがEVの抗炎症作用に関与している可能性が示唆された。本研究では、筋管由来EVがIRG1-イタコン酸経路を活性化することによりマクロファージの炎症反応を抑制することを明らかにした。尚、国際共同研究先に出向いて実験は新型コロナウィルス感染症の影響を受けて、実現しなかったが、電子メールやwebにより打ち合わせを実施した。