Study of differentiation mechanism of A1 astrocyte regulated by primary cilia signaling

初级纤毛信号调控A1星形胶质细胞分化机制的研究

• 批准号: 21K15087
• 负责人: 鳥山 真奈美
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15087/
• 关键词: 一次繊毛; シグナル伝達; 神経炎症; ノックインマウス; 質量分析法; コンディショナルノックアウト

当該年度は、一次繊毛特異的にGFP-APEXを発現するノックイン（KI）の樹立に成功し、本マウスを用いて初代アストロサイトにおける一次繊毛構成分子の同定を試みた。しかし、本KIマウスにおけるGFP-APEXの発現量が想定よりも低く、ホモの遺伝子型をもつマウスは胎生致死を示すこと、ヘテロの遺伝子型を示すマウス由来の細胞においては、ウエスタンブロットではGFP-APEXタンパク質の発現は確認できるものの、免疫染色法では検出限界以下のため一次繊毛特異的なGFPの蛍光が検出できなかった。本マウス由来細胞を用いた一次繊毛特異的なタンパク質発現解析はさらなる条件の確立が必須であると考えられたため、平行して一次繊毛を時期・組織特異的にノックアウトすることのできるコンディショナルノックアウト(cKO)マウス(IFT88 cKOマウス)を樹立し、表現型の解析を行った。野生型マウス由来グリア細胞をLPSで刺激するとA1アストロサイトの分化が促進される。一方、IFT88 cKOマウス由来グリア細胞をLPSで刺激しても、A1アストロサイトの分化は誘導されず、一次繊毛の形成がA1アストロサイトの分化に必要であることが示された。また、野生型マウスにLPSを腹腔投与すると、脳内におけるA1アストロサイトの数が増加し、マウス新規物体認識テストのスコアは未投与群に比べて有意に減少する。一方、IFT88 cKOマウスにLPSを腹腔投与しても、脳内A1アストロサイトの数は増加せず、新規物体認識テストのスコアも減少しなかった。この結果より、LPS投与による認知機能の低下は一次繊毛を介したA1アストロサイト分化誘導により生じることが示唆された。

今年，我们成功建立了在初级纤毛中特异性表达GFP-APEX的敲入（KI），并利用该小鼠尝试鉴定初级星形胶质细胞中的初级纤毛构成分子。然而，该KI小鼠中GFP-APEX的表达水平低于预期，并且纯合基因型小鼠表现出胚胎致死性，来自杂合基因型小鼠的细胞在Western blotting中显示GFP-APEX，尽管APEX蛋白的表达可能是正常的。证实，初级纤毛特异性 GFP 荧光无法通过免疫染色检测到，因为它低于检测限。人们认为有必要建立使用源自该小鼠（IFT88 cKO小鼠）的细胞进行初级纤毛特异性蛋白质表达分析的进一步条件并分析其表型。用 LPS 刺激野生型小鼠的神经胶质细胞可促进 A1 星形胶质细胞分化。另一方面，用LPS刺激来自IFT88 cKO小鼠的神经胶质细胞并没有诱导A1星形胶质细胞分化，这表明初级纤毛的形成是A1星形胶质细胞分化所必需的。此外，当给野生型小鼠腹腔注射LPS时，大脑中A1星形胶质细胞的数量增加，小鼠新物体识别测试的得分与未处理组相比显着下降。另一方面，对 IFT88 cKO 小鼠腹腔注射 LPS 并不会增加大脑中 A1 星形胶质细胞的数量，也不会降低新物体识别测试的分数。这些结果表明，LPS给药引起的认知功能下降是由初级纤毛诱导A1星形胶质细胞分化引起的。

项目成果

The relation between primary cilia and pathophysiology of atopic dermatitis.

原发纤毛与特应性皮炎病理生理学的关系。

• 发表时间: 2022
• 作者: Rizaldy Defri;Toriyama Manami;Kato Hiroko;Fukui Runa;Fujita Fumitaka;Nakamura Motoki;Okada Fumihiro;Morita Akimichi;Ishii Ken J.;Manami Toriyama
• 通讯作者: Manami Toriyama

Roles of TRPM4 in immune responses in keratinocytes and identification of a novel TRPM4-activating agent

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2023.02.062
• 发表时间: 2023-03-03
• 期刊: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Saito, Kaori (Otsuka);Fujita, Fumitaka;Ishii, Ken J.
• 通讯作者: Ishii, Ken J.

月刊『皮膚科』2022年10月号.コンフォーカル顕微鏡を用いた皮膚疾患の解析.

《皮肤病学》月刊 2022 年 10 月号。使用共聚焦显微镜分析皮肤病。

• 发表时间: 2022
• 作者: Manami Toriyama*;Defri Rizaldy;Motoki Nakamura;Yukiko Atsumi;Michinori Toriyama;Fumitaka Fujita;Fumihiro Okada;Akimichi Morita;Hiroshi Itoh and Ken J. Ishii;鳥山真奈美;鳥山真奈美
• 通讯作者: 鳥山真奈美

Increase in primary cilia in the epidermis of patients with atopic dermatitis and psoriasis

• DOI: 10.1111/exd.14285
• 发表时间: 2021-02-12
• 期刊: EXPERIMENTAL DERMATOLOGY
• 影响因子: 3.6
• 作者: Rizaldy, Defri;Toriyama, Manami;Ishii, Ken J.
• 通讯作者: Ishii, Ken J.

CELLULAR ANTENNA IN SKIN: PRIMARY CILIA AS INFLAMATORY SKIN DISEASE MARKER.

皮肤中的细胞天线：初级纤毛是炎症性皮肤病的标志。

• 发表时间: 2022
• 作者: Manami Toriyama*;Defri Rizaldy;Motoki Nakamura;Yukiko Atsumi;Michinori Toriyama;Fumitaka Fujita;Fumihiro Okada;Akimichi Morita;Hiroshi Itoh and Ken J. Ishii
• 通讯作者: Hiroshi Itoh and Ken J. Ishii