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アドレナリン受容体を介したアストロサイトの突起形態制御機構の解明

阐明肾上腺素受体介导的星形胶质细胞突起形态的控制机制

基本信息

批准号：
20J12014
负责人：
北野泰佑
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kitasato University (2021)Hokkaido University (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12014/
关键词：
アストロサイトアドレナリン受容体突起形態

项目摘要

アストロサイトは中枢神経系のグリア細胞の１種であり、複数の突起を使って神経細胞や血管と連絡し、中枢神経機能を制御している。これまで、生理的・病態的なアストロサイトの突起形態変化が、中枢神経機能変化に密接に関与すると考えられてきたが、突起形態制御機構は未だ不明な点が多い。本研究では、中枢神経系の主要な神経伝達物質「ノルアドレナリン」のアドレナリン受容体（AR）を介した突起形態制御機構の解明を目的とした。これまで本研究では、初代培養アストロサイトにおいてβ-AR活性化が突起形成を誘導する一方、α2-AR活性化は抑制するという新たな知見を得た。本年度はこのin vitroでの知見を生体内のアストロサイトで検討するために、幼若ラットや成熟マウスの脳急性スライス標本および生体に薬物を処置後、GFAP（アストロサイトマーカー）免疫染色により海馬のアストロサイトの形態評価を行った。その結果、ラット由来の脳急性スライス標本にβ-AR作動薬を処置すると、90分間という短時間で、GFAP染色強度の増加や、個々のアストロサイトの突起の長さ、数、複雑性の増加が認められた。また、成熟マウスに臨床量のα2-AR作動薬を腹腔内投与すると、3-24時間後には、GFAP染色強度の減少、個々のアストロサイトの突起の長さ、分岐数、複雑性の減少が認められた。これらの結果は、生体内アストロサイトにおいて、β-ARおよびα2-ARが突起形態や細胞活性を双方向性に制御している可能性を示唆している。今後は免疫染色強度に影響されない方法を用いてアストロサイトの突起形態を評価する必要があるが、ノルアドレナリンとその受容体は、生理的・病態的なアストロサイトの突起形態変化やそれに伴う中枢神経機能変化に密接に関与しているかもしれない。

The central nervous system is composed of a number of processes that enable the vascular communication of the nervous system and control the function of the central nervous system. The changes in the morphology of the protrusions, the changes in the functions of the central nervous system, and the changes in the control mechanisms of the protrusions are unknown. The purpose of this study is to clarify the mechanism of morphological regulation of the central nervous system by the receptor (AR), which is the main neurotransmitter. In this study, we found that in primary culture, β-AR activation was induced and α2-AR activation was inhibited. This year, we conducted morphological evaluation of GFAP immunostaining for the hippocampus after treatment of biological agents in vivo and in vitro. The results showed that the β-AR activation factor of GFAP was increased in 90 minutes, and the length, number and complexity of GFAP staining were increased in 90 minutes. After 3-24 hours of intraperitoneal administration, the decrease of GFAP staining intensity, the increase of the number of projections, the number of divergences, and the decrease of duplication were identified. These results indicate the possibility of bi-directional control of cell activity by β-AR and α2-AR in vivo. In the future, the intensity of immunostaining will affect the evaluation of the projection morphology of the receptor, the physiological and pathological changes of the projection morphology of the receptor, and the changes of the central nervous system function.