脳虚血における骨髄由来単球・マクロファージと自然免疫受容体(TLR4)の関与

骨髓源性单核细胞/巨噬细胞和先天免疫受体（TLR4）参与脑缺血

• 批准号: 25861293
• 负责人: 伊藤 圭介
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Fujita Health University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-25861293/
• 关键词: 脳虚血; TLR4; 自然免疫; 骨髄由来単球・マクロファージ; ＴＬＲ４

自然免疫受容体[=TLR]ファミリーの中でTLR4は、骨髄由来単球・マクロファージ[= MMφ]（中枢神経系ではマイクログリア[= MG]）等の貪食能を持つ細胞の細胞膜表面に発現し、炎症反応を引き起こす事が知られている。近年脳虚血の病態機構に各種炎症性サイトカインを含む免疫系の及ぼす影響の重要性が認識されるようになっている（Nat Med.17:796-808, 2011）。中枢神経系で炎症反応を制御する中心的な細胞はMGであり、一般の免疫系とは異なる免疫応答を形成するとされ、骨髄由来のMMφの働きに関してはあまり検討されてこなかった。そこで本研究はTLR4ノックアウトマウス(KO)とその骨髄キメラマウス、更に初代培養細胞を用いて、MMφとMGが自然免疫受容体(TLR4)を介して脳虚血に及ぼす影響を詳細に検討した。具体的には、致死量の放射線を投与したTLR4 KOマウスのwild typeに、TLR4 KOマウスのhomo又はwild typeの骨髄を移植し、骨髄キメラマウスを作成する。作成した骨髄キメラマウスに脳虚血負荷を与えて、MMφでのTLR4の発現が虚血障害を増悪させるかどうかを検討した。その結果、脳梗塞量はwild typeの骨髄を移植した場合には510+-72.2 mm3であった。一方homo typeの骨髄を移植した場合には358+-48.8 mm3で有意に減少した。またニューロンとMMφとのco-cultureでは、hypoxia負荷をかけた場合、TLR4 KOマウスのwild type から誘導したMMφと共培養したときのみ、NOが産生され神経細胞死が誘導された。以上の結果から従来脳虚血とはあまり関係がないと考えられていた骨髄が、自然免疫受容体(TLR4)を介して重要な役割を果たすことが明らかとなった。

在先天免疫受体[=TLR]家族中，TLR4表达于具有吞噬能力的细胞的细胞膜表面，例如骨髓源性单核细胞和巨噬细胞[=MMφ]（中枢神经系统中的小胶质细胞[=MG]）已知会引起炎症反应。近年来，人们认识到免疫系统，包括各种炎症细胞因子，对脑缺血病理机制的影响的重要性(Nat Med. 17:796-808, 2011)。中枢神经系统中控制炎症反应的中枢细胞是MG，被认为形成与一般免疫系统不同的免疫反应，而骨髓来源的MMφ的作用尚未得到太多研究。因此，在本研究中，我们使用TLR4敲除小鼠（KO）、其骨髓嵌合小鼠和原代培养细胞，详细研究了MMφ和MG通过先天免疫受体（TLR4）对脑缺血的影响。具体而言，将来自TLR4 KO小鼠的同源或野生型骨髓移植到已施用致死剂量辐射的野生型TLR4 KO小鼠中以产生骨髓嵌合小鼠。我们对所创建的骨髓嵌合小鼠进行脑缺血应激，以检查 MMφ 中 TLR4 的表达是否会加剧缺血性损伤。结果，野生型骨髓移植时脑梗塞体积为510+-72.2mm3。另一方面，当移植同型骨髓时，数量显着减少至358+-48.8 mm3。此外，在神经元和MMφ的共培养中，只有当施加缺氧并与野生型TLR4 KO小鼠诱导的MMφ共培养时，才会产生NO并诱导神经元死亡。这些结果表明，以前被认为与脑缺血关系不大的骨髓，却通过先天免疫受体（TLR4）发挥着重要作用。