ミクログリアからニューロンへの直接分化転換のメカニズム解明と神経疾患治療への応用

阐明小胶质细胞直接转分化为神经元的机制及其在神经系统疾病治疗中的应用

• 批准号: 15H06474
• 负责人: 松田 泰斗
• 金额: $ 1.25万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-08-28 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H06474/
• 关键词: ニューロン; ミクログリア; 分化転換; ダイレクトリプログラミング; 神経疾患

最近、鍵となる転写因子群を体細胞に導入することで、ニューロンなどの分化した別の細胞に直接誘導できることがわかってきた。この技術には、生体組織内に存在する自己細胞を目的の細胞へと直接的に誘導できる利点があるため、再生医療への応用が注目されている。申請者はこれまでに、神経における免疫担当細胞ミクログリアがてんかん発作後に起こる海馬異常ニューロン新生を抑制することを発見した。その過程で、神経回路損傷部に集積するミクログリアをニューロンに分化転換することで、失った神経回路の修復が可能ではないかとの着想に至った。本研究では、既に申請者が行ったin vitroでの結果を基に、分化転換を可能にするメカニズム解明するとともに、in vivoにおいて、ミクログリアをニューロンに分化転換することで神経疾患治療が可能であるかどうかを検討することを目的とした。本年度は、in vitroでの実験系においてRNA-seq及びChip-seqを行い、ミクログリアをニューロンに分化転換させるために必要な転写因子を決定した。さらにミクログリアから分化転換されたニューロンの遺伝子発現は実際の皮質由来のニューロンの遺伝子発現と非常に類似しており、NMDAに応答して神経活動を行う機能的なニューロンであることがわかった。さらに、Chip-seqの結果から、この転写因子がどのように標的遺伝子近傍のプロモーター領域にアクセスして、標的遺伝子の転写を促進するのか、そのメカニズムが明らかになってきている。今後の研究の展望としては、in vivoにおいてミクログリアからニューロンへの分化転換が可能であるのかどうかを検証する必要がある。なお、申請者は、in vivoにおいてミクログリア特異的に任意の遺伝子を発現するシステムをすでに構築している。今後は、このシステムを利用し、in vivoでの実験を進める必要がある。

最近，已经发现，通过将关键转录因子引入体细胞中，它可以直接诱导到其他分化细胞（例如神经元）中。该技术的优点是，生物组织中存在的自体细胞可以直接诱导到感兴趣的细胞中，因此其在再生医学中的应用引起了人们的注意。申请人以前已经发现，神经中的免疫能力细胞抑制癫痫发作后发生的海马异常神经元产生。在此过程中，我们想到的是，通过将积聚在受损神经回路中的小胶质细胞转变为神经元中，可以修复失去的神经回路。这项研究旨在阐明基于申请人已经进行的体外结果的转分解的机制，并研究是否可以使用小胶质细胞向体内神经元转分化来治疗神经系统疾病。今年，在体外的实验系统中进行了RNA-SEQ和CHIP-SEQ，并确定将小胶质细胞转化为神经元所需的转录因子。此外，从小胶质细胞转分化的神经元的基因表达与源自实际皮质的神经元的神经元非常相似，并且被认为是功能性神经元，这些神经元对NMDA的响应进行神经活性。此外，Chip-Seq结果揭示了该转录因子如何访问靶基因附近的启动子区域并促进靶基因的转录。未来的研究前景需要验证小胶质细胞在体内是否可能在神经元转分化。申请人已经构建了一个专门表达体内小胶质细胞基因的系统。将来，有必要使用该系统进行体内实验。

项目成果

TLR9 signaling in microglia attenuates seizure-induced aberrant neurogenesis in the adult hippocampus.

小胶质细胞中的 TLR9 信号传导可减弱成人海马中癫痫发作引起的异常神经发生。

• 发表时间: 2015
• 作者: Matsuda T.;Murao N.;Katano Y.;Juliandi B.;Kohyama J.;Akira S.;Kawai T. & Nakashima K
• 通讯作者: Kawai T. & Nakashima K

実験医学 33

实验医学33

• 发表时间: 2015
• 作者: 松田泰斗;中島欽一
• 通讯作者: 中島欽一

Expression of DNMT1 in neural stem/precursor cells is critical for survival of newly generated neurons in the adult hippocampus

• DOI: 10.1016/j.neures.2015.01.014
• 发表时间: 2015-06
• 期刊: Neuroscience Research
• 影响因子: 2.9
• 作者: Hirofumi Noguchi;Ayaka Kimura;Naoya Murao;Taito Matsuda;M. Namihira;K. Nakashima

ミクログリアにおける自然免疫受容体TLR9シグナルはてんかん発作依存的な異常ニューロン新生を抑制する

小胶质细胞中的先天免疫受体 TLR9 信号传导抑制癫痫发作依赖性异常神经发生

• 发表时间: 2015
• 作者: 松田泰斗;村尾直哉;審良静男;河合太郎;中島欽一
• 通讯作者: 中島欽一