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。

星形胶质细胞是中枢神经系统中的一种神经胶质细胞，并使用多个突起与神经元和血管进行交流以控制中枢神经系统功能。到目前为止，人们认为，星形胶质细胞的生理和病理变化与中枢神经系统功能的变化密切相关，但是控制突出形态的许多机制尚不清楚。这项研究旨在通过甲肾上腺素的肾上腺素能受体（AR）（中枢神经系统中的主要神经递质）的肾上腺素能受体（AR）来阐明突出形态的机制。迄今为止，这项研究已获得新的发现，即β-AR激活在原代培养的星形胶质细胞中诱导突出形成，而α2AR激活抑制了α2-AR激活。为了检查体内星形胶质细胞的体外发现，我们处理了少年大鼠和成熟小鼠的急性切片，然后使用GFAP（星形胶质细胞标记）免疫抑制剂评估了海马星形胶质细胞的形态。结果，用β-ar激动剂的大鼠对急性脑切片的治疗显示出GFAP染色强度的增加，并且在短时间内的90分钟内，单个星形胶质细胞的突起的长度，数量和复杂性增加。此外，当临床量的α2-ar激动剂被腹膜内腹膜内给予成熟的小鼠时，GFAP染色强度，单个星形胶质细胞突起的长度，分支数量和复杂性降低了3-24小时后。这些结果表明，β-AR和α2-AR可以双向调节体内星形胶质细胞中的突出形态和细胞活性。将来，有必要使用不受免疫染色强度影响的方法评估星形胶质细胞的突出形态，但是去甲肾上腺素及其受体可能与星形胶质细胞的突出形态的生理和病理变化紧密涉及，以及中枢神经系统功能的相关变化。