奈良県立医科大学 第二解剖教室 分子機能形態学講座
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研究内容

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グリア前駆細胞

細胞分裂や細胞分化が終わっているとされてきた大人の脳内にも、グリア前駆細胞とよばれる未分化な細胞が存在する。これらの細胞はbHLH型転写因子であるOlig2やNG2プロテオグリカンを共発現しており、いわゆるオリゴデンドロサイト前駆細胞(OPC)集団を構成している。私達はこれらの細胞の動態・系譜について、Olig2プロモーター下にGAP43-GFP融合蛋白を発現するトランスジェニックマウスを用いて解析を進めてきました。

脳室周囲器官(circumventricular organs)

脳の血管は神経細胞を守るために血液脳関門 を持つ。しかし脳の中でも一般的な血液脳関門を持たない部位が存在する。総称して脳室周囲器官(circumventricular organs) といい、「脳の窓」ともよばれる。本研究室では、体液性情報の脳への入り口となる感知系脳室周囲器官の特殊な血管の構造、ミクログリア、血管周囲マクロファージに着目し、不明な点の多い体液性情報感知機構解明を目指す。

1. 成熟脳内におけるグリア前駆細胞の動態

グリア前駆細胞(Olig2陽性細胞)が成熟した脳内でどのような働きをしているのか? これまでに、大脳皮質が損傷した際にはこの細胞がすばやく増殖して反応性アストロサイトに分化しグリア瘢痕の一部を構成する事(J Neurosci Res. 86(16):3494-50, 2008)、白質で脱髄が起こった場合には積極的にオリゴデンドロサイトに分化してその修復にかかわる事(Neurochem Int. 54(3-4):192-8, 2009)などを報告してきた。 現在では、これまでのような病態下とは違って、生理的な環境下でのOlig2細胞の系譜や動態について研究をしている。特に自発運動に注目しており、運動量が増えると運動制御を司る大脳基底核という神経核である淡蒼球や視床下核で、Olig2細胞が積極的にアストロサイトに分化する事が解った。そしてその形態が運動量の多寡により可逆的に変化する事も見出した。 運動機能にグリア前駆細胞がどのように関わっているのか、辰巳准教授を中心に研究を進めている。

2.コンドロイチン硫酸プロテオグリカンが形成する新規細胞外マトリックス構造(DACS)の同定とその特徴

コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPGs)は、脳内の細胞外マトリックスの主要成分の一つであり、現在、成体においてはシナプス可塑性に関与する分子として注目されている。成体の大脳皮質において CSPGsは、perineuronal nets(PNNs)と呼ばれる細胞外マトリックス構造を構築している。しかしPNNsが発見されて100年以上経った現在においても、PNN以外の新たなマトリックス構造は発見されていなかった。今回、辰巳講師と堀井謹子博士(現・奈良医大第1解剖学講座・助教)は詳細な免疫組織学的解析から、成体の大脳皮質に存在するCSPGsから成る全く新規な細胞外マトリックス構造物を発見し、これをDACSと名付け発表した。

成熟マウスの大脳皮質に見られるDACS構造(左図)
この構造はいくつかの神経細胞体を抱え込むようにして存在する(右図)

DACSの機能的な意義は未だ不明だが、大脳皮質が機能的に成熟する過程で現れてくることからこの機能成熟に何らかの役割を果たしているのではないかと考えている。詳細な組織化学的解析に加え、現在奥田助教が生化学的解析を行っており、DACSの機能解析を進めている。

3.免疫応答における「脳の窓」感知系脳室周囲器官の体液性情報感知機構

脳は免疫特権があるといわれ、全身の免疫系から隔絶されていると考えられてきた。しかし、脳は感染や炎症が生じると体液性あるいは神経性の情報を全身より受け取り、発熱や睡眠障害、食欲低下のような、病気にかかわる多くの応答を調節している。高い血管透過性を示す脳室周囲器官のなかでも、終板器官、脳弓下器官、最後野からなる感知系脳室周囲器官(sensory circumventricular organs)は、免疫応答を引き起こす体液性情報(サイトカイン)の受容体を持つので、脳における免疫応答の起点として重要な機能を持つといわれている。ところが、感知系脳室周囲器官で体液性情報をどのようにして感知しているのかよくわかっていない。本研究室では、体液性情報の脳への入り口となる感知系脳室周囲器官の特殊な血管の構造、ミクログリア、血管周囲マクロファージに着目し、「脳の窓」の生理的意義について森田助教を中心に研究をすすめている。

 

 

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