ミクログリアの細胞老化現象に着目した認知機能障害の発症・増悪機構の解明と応用

聚焦小胶质细胞细胞衰老现象阐明认知功能障碍发生和加重的机制及应用

基本信息

批准号：
22K07371
负责人：
中村庸輝
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07371/
关键词：
ミクログリア細胞老化認知機能障害精神神経疾患

项目摘要

細胞培養系でのミクログリアの機能解析では、齧歯類の新生仔などから作製した初代培養細胞が汎用されており、細胞老化の影響が考慮されていない。そこで、初代培養ミクログリアに対して複製老化を誘導した老化様ミクログリアの作製を試みた。ラット新生仔の大脳皮質から酵素処理分散法にて作製した混合グリア細胞を振盪することで、ミクログリアを単離した。さらに、振盪によりミクログリアを単離・除去した混合グリア細胞を再度培養することで、一部残存したミクログリアからの再増殖を確認した。これらの振盪単離と再増殖のサイクルを繰り返した結果、培養後期の混合グリア細胞より単離したミクログリアでは、培養初期に単離した細胞と比較し、細胞老化マーカーである p16 INK4a mRNA 発現量が有意に増加しており、これを "老化様ミクログリア" とした。また、この老化様ミクログリアでは、lipopolysaccharide 刺激による炎症性サイトカイン発現量が有意に増強されることも明らかにした。以上より、老化様ミクログリア細胞評価系の作製手法を確立し、本細胞では炎症応答性が亢進していることを示した。さらに、若齢マウス (3ヶ月齢) と比較して、老齢マウス (24 ヶ月齢) では社会行動性や、新規環境下における摂餌までの時間が低下し、うつ・不安様行動を呈することが明らかとなった。一方で、Y迷路試験及び新奇物体認識試験において、認知機能の低下は観察できなかった。次に、うつ・不安様行動との関連が示されている脳部位である前帯状皮質、海馬においてミクログリアを観察した結果、p16 INK4a の発現割合が亢進していることが明らかとなった。以上より、老化によって脳内のミクログリアの細胞老化が進行し、行動表現型に影響を与える可能性が示唆された。

细胞培养系统中小胶质细胞的功能分析涉及啮齿动物新生儿产生的原代培养细胞的通用，并且未考虑细胞衰老的作用。因此，我们试图产生类似衰老的小胶质细胞，从而在原发性培养的小胶质细胞中诱导复制衰老。通过摇动通过酶处理分散剂制备的混合神经胶质细胞，从新生大鼠的脑皮层中分离出小胶质细胞。此外，再次培养已经通过摇动进行了分离和去除的混合神经胶质细胞，以确认它们是从部分剩余的小胶质细胞中重新增长的。由于反复的摇动隔离和重新生长的循环，在培养的后期从混合神经胶质细胞中分离出的小胶质细胞显着增加了与在培养早期阶段分离的细胞相比，p16 ink4a mRNA的表达水平，这被称为“史诗样的微胶质细胞”。还表明，在这种衰老样的小胶质细胞中，由脂多糖刺激引起的炎性细胞因子表达的量显着增加。从以上，我们建立了一种准备衰老样小胶质细胞评估系统的方法，表明该细胞中的炎症反应增加了。此外，与年轻小鼠（3个月大）相比，年龄较大的小鼠（24个月大）显示出在新环境中喂养的社会行为和时间的减少，导致抑郁症和焦虑症行为。另一方面，在Y迷宫测试和新颖的对象识别测试中无法观察到认知能力下降。接下来，在前扣带回皮层和海马中观察到小胶质细胞，这些脑部与抑郁症和焦虑症行为有关，这表明p16 Ink4a的速率增加了。从以上，已经提出，衰老可能会影响大脑中小胶质细胞的细胞衰老，从而影响行为表型。