Neural stem cell dysfunction caused by abnormal expression of exosome-derived microRNA which induced by nanoparticle exposure

纳米颗粒暴露诱导外泌体衍生的 microRNA 表达异常导致神经干细胞功能障碍

基本信息

批准号：
22K12391
负责人：
立花研
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Science, Yamaguchi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ナノ粒子は様々な用途に用いられ産業の発展に寄与しているが、その一方で様々な健康影響の原因となる。我々はこれまでに、胎児期のナノ粒子曝露が成長後の脳機能障害を引き起こすことを示してきた。ナノ粒子曝露による生体影響には、ナノ粒子が貪食細胞に取り込まれることで生じる慢性炎症が関わると考えられている。しかし、ナノ粒子による慢性炎症と生体の機能障害をつなぐ分子メカニズムは解明されていない。ナノ粒子胎仔期曝露による脳機能障害の発生メカニズムの解明には、貪食細胞と神経幹細胞との相互作用の検討が重要である。マイクロRNAは正常な発生・発達に必須の分子であり、エクソソームに内包されて細胞外に放出され、周囲の細胞の機能を調節する。ナノ粒子曝露による慢性炎症がマイクロRNAおよびエクソソームの制御異常を引き起こすと考えられる。本研究では、ナノ粒子曝露によって生じる貪食細胞由来エクソソーム内のマイクロRNA発現変動およびこの変動マイクロRNAが神経幹細胞の分化・増殖、機能獲得に及ぼす影響を調べ、ナノ粒子胎仔期曝露による脳機能障害の発生メカニズム解明を目指す。2022年度は、ナノ粒子曝露によって生じる貪食細胞由来エクソソーム内のマイクロRNA発現変動の解明を目指して解析を行った。マウス由来ミクログリア様細胞株（MG5）に対してシリカナノ粒子を曝露し、細胞毒性の生じない曝露濃度を決定した。この曝露濃度を用いてMG5細胞を処理し、培養上清からのエクソソームの回収を試みた。MG5細胞は、培養にアストロサイト様細胞株（A1細胞）を培養した後に得られるconditioned mediumを必要としているため、培養上清にA1細胞に由来するエクソソームが混入する恐れが考えられた。このため、conditioned mediumからA1細胞由来エクソソームを除去する必要があり、現在、その手法の検討を進めている。

纳米颗粒用于多种应用中，并有助于工业发展，但与此同时，它们会引起各种健康影响。到目前为止，我们已经表现出胎儿纳米颗粒的暴露会导致生长后脑功能障碍。纳米颗粒暴露的生物学作用被认为涉及纳米颗粒掺入吞噬细胞中引起的慢性炎症。然而，尚未阐明由纳米颗粒引起的慢性炎症与生物功能障碍联系起来的分子机制。为了澄清胎儿阶段暴露于纳米颗粒引起的脑功能障碍的机制，研究吞噬细胞与神经干细胞之间的相互作用很重要。 microRNA是用于正常发育和发育的必不可少的分子，并封装在外泌体中，并在细胞外释放，从而调节周围细胞的功能。纳米颗粒暴露引起的慢性炎症被认为会导致microRNA和外泌体的异常调节。在这项研究中，我们研究了由纳米粒子暴露引起的吞噬细胞衍生外泌体中microRNA表达的变化，以及这些可变的microRNA对神经干细胞分化，增殖和功能增益的影响，并旨在阐明因纳米颗粒胎儿胎儿阶段而导致的脑脑功能障碍的机制。在2022财年中，进行了分析，目的是阐明由纳米颗粒暴露引起的吞噬细胞衍生的外泌体中microRNA表达的变化。将二氧化硅纳米颗粒暴露于小鼠衍生的微胶质样细胞系（MG5），以确定未细胞毒性的暴露浓度。这种暴露浓度用于治疗MG5细胞，并试图从培养物上清液中回收外泌体。 MG5细胞需要培养星形胶质细胞样细胞系（A1细胞）后获得的条件培养基，并认为培养上清液可能包含来自A1细胞的外泌体。因此，有必要从条件培养基中删除A1细胞衍生的外泌体，并且我们目前正在研究此方法。