ミクログリアからニューロンへの直接分化転換機序の解明と神経疾患治療応用を目指して

旨在阐明小胶质细胞直接转分化为神经元的机制，并将其应用于神经系统疾病的治疗

基本信息

批准号：
16J06261
负责人：
松田泰斗
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

最近鍵となる転写因子群を体細胞に導入することでニューロンなど分化した別の細胞に直接誘導できることがわかってきた。この技術には、生体組織内に存在する自己細胞を目的の細胞へと直接的に誘導できる利点があるため、再生医療への応用が注目されている。申請者はこれまでに、神経における免疫担当細胞ミクログリアがてんかん発作後に起こる海馬異常ニューロン新生を抑制することを発見した。その過程で、神経回路損傷部に集積するミクログリアをニューロンに分化転換することで、失った神経回路の修復が可能ではないかとの着想に至った。本研究では、既に申請者が行ったin vitroでの結果を基に、分化転換を可能にするメカニズムを解明するとともに、in vivoにおいて、ミクログリアをニューロンに分化転換することで神経疾患治療が可能であるかどうかを検討することを目的とした。本年度は、マウス脳内において、ミクログリア特異的遺伝子CD68プロモーター制御下で転写因子Xを強制発現させると、ミクログリアをニューロンへと分化転換可能であることを見出した。また、in vitro での実験系において、ミクログリアに転写因子Xを強制発現させた後に、ChIP-seqおよびRNA-seqを行い、転写因子Xの標的遺伝子の同定に成功した。さらに、ヒストン修飾(H3K4me3およびH3K27me3)に対するChIP-seq解析を実施した。その結果、転写因子Xはヒストン修飾状態がバイバレントであると標的遺伝子に結合し、転写を促進することがわかった。今後はこのメカニズムを基にして、直接分化転換効率を上昇させる方法を確立し、in vivo での実験と併用する必要がある。

最近发现，通过将一组关键转录因子引入体细胞中，可以直接诱导其成为神经元等分化细胞。该技术的优点是能够直接将活体组织中存在的自体细胞引导到靶细胞中，因此在再生医学中的应用受到关注。申请人此前已发现小胶质细胞（神经中的免疫活性细胞）抑制癫痫发作后发生的异常海马神经发生。在此过程中，他提出了一个想法：通过将神经回路受损区域中积累的小胶质细胞转分化为神经元，或许可以修复丢失的神经回路。在本研究中，基于申请人已经进行的体外结果，我们将阐明实现转分化的机制，并证明通过在体内将小胶质细胞转分化为神经元来治疗神经系统疾病是否可能。有。今年，我们发现在小鼠大脑中小胶质细胞特异性基因CD68启动子的控制下强制表达转录因子X可以将小胶质细胞转分化为神经元。此外，在体外实验系统中，强制小胶质细胞表达转录因子X后，进行ChIP-seq和RNA-seq，成功鉴定了转录因子X的靶基因。此外，还进行了组蛋白修饰（H3K4me3 和 H3K27me3）的 ChIP-seq 分析。结果表明，当组蛋白修饰状态为二价时，转录因子X与靶基因结合并促进转录。未来有必要基于该机制建立一种直接提高转分化效率的方法，并结合体内实验使用。