多光子励起法による障害による神経回路再編およびグリア動態のin vivo観察

使用多光子激发方法体内观察神经回路重组和损伤引起的神经胶质动力学

• 批准号: 20790185
• 负责人: 和氣 弘明
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: Nagoya City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20790185/
• 关键词: ミクログリア; シナプス; 脳梗塞; 2光子励起顕微鏡; 生体; 神経-グリア相関

本研究課題において申請者はミクログリア細胞の神経可塑性に対する関与を検討した。申請者はまず大脳皮質第5層錐体細胞にEGFPを発現する遺伝子改変マウスとionized calcium-binding adaptor molecule 1(IBA-1)promotorの下流にEGFPを導入した遺伝子改変マウスを交配させ、得られた遺伝子改変マウスは錐体細胞およびマイクログリアに選択的に蛍光標識される個体を用い、2光子励起顕微鏡を適用し同動物脳を生体麻酔科において観察を行った。またミクログリア細胞の障害脳における神経可塑性への関与も検討するため、レーザーを用いた脳虚血モデルマウスの作成を行い、正常動物との比較を行った。(結果)正常脳においてミクログリア細胞は1時間に一度5分間神経シナプス部に接触し、この接触は神経活動に依存し、低体温や感覚除去により神経活動を減弱させるとその接触頻度は低下することを証明した。またシナプス特異的に接触することを、同一樹状突起状のシナプス接触を観察することにより証明した。この接触様式が障害の際にはどのように変化するかを検討するため、レーザーフォトスロンボーシスを用いて、マウスの中大脳動脈に脳梗塞を非侵襲的に作成し、そのペナンブラ領域における接触様式を観察した。ペナンブラ領域においてミクログリアーシナプス結合は正常脳に比較して接触時間が延長することを見いだした。この延長の結果を検討するため継続して観察を行ったところ、しばしば接触後のシナプスの消失を観察することに成功し、シナプス可塑性のミクログリア細胞の関与を示唆することに成功した。本実験において脳障害時におけるあらたな治療標的としてミクログリア細胞の存在を見いだすこととなった。

在本研究主题中，申请人检查了小胶质细胞参与神经可塑性。 The applicant first crossed a genetically modified mouse expressing EGFP into layer 5 of the cerebral cortex with a genetically modified mouse that has been introduced with EGFP downstream of the ionized calcium-binding adapter molecule 1 (IBA-1)promotor, and the resulting genetically modified mouse was used to selectively fluorescently label the pyramidal cells and microglia, and applied a两光子激发显微镜观察生物狂息病的动物的大脑。此外，为了研究小胶质细胞在受损大脑中神经可塑性中的参与，使用基于激光的脑缺血模型小鼠与正常动物进行比较。 （结果）在正常的大脑中，小胶质细胞每小时接触一次神经突触，持续5分钟，并且这种接触取决于神经活动，事实证明，低温和感觉去除对神经活动的衰减会降低接触的频率。此外，通过以相同的树突形式观察突触接触来证明突触接触。为了研究这种接触样式在损伤中如何变化，使用激光光链愈合在小鼠的中部动脉中无创产生大脑梗塞，并观察到Penumbra区域的接触方式。我们发现，与正常的大脑相比，半阴茎区域中的微脂肪连接延长了接触时间。进行了持续的观察以检查这一延长的结果，并经常成功地观察接触后突触的消失，这表明突触塑料小胶质细胞的参与。在此实验中，我们发现小胶质细胞的存在是在脑部疾病的情况下作为新的治疗靶标。

项目成果

Resting Microglia Directly Monitor the Functional State of Synapses In Vivo and Determine the Fate of Ischemic Terminals

• DOI: 10.1523/jneurosci.4363-08.2009
• 发表时间: 2009-04-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROSCIENCE
• 影响因子: 5.3
• 作者: Wake, Hiroaki;Moorhouse, Andrew J.;Nabekura, Junichi
• 通讯作者: Nabekura, Junichi