Role of proton-sensing G-protein-coupled receptors in the regulation of microglia and microvessel endothelial cell function in brain acidosis in a mouse ischemia reperfusion model.

质子感应 G 蛋白偶联受体在小鼠缺血再灌注模型脑酸中毒中调节小胶质细胞和微血管内皮细胞功能的作用。

基本信息

批准号：
22K07342
负责人：
佐藤幸市
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Gunma 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

项目摘要

中枢神経系のpH変化は神経機能に重篤な影響を及ぼすと考えられるが、そのメカニズムは依然不明である。脳神経系にはpH 7.6～6.0を感知するOGR1受容体ファミリーが発現している。本研究では、プロトン感知性受容体（TDAG8、GPR4）が脳虚血・再灌流後の組織傷害や脳微小血管のバリア機能にどのように関わっているか、受容体欠損マウスの中大脳動脈の虚血モデル解析とミクログリアや脳微小血管の内皮細胞での酸性pH応答解析によって明らかにする。令和4年度では、虚血再還流後の中大脳動脈虚血モデルを用い、TDAG8欠損マウスではミクログリア活性制御と神経系保護作用、GPR4欠損マウスでは脳微小血管のバリア機能制御を解析し、以下のような実績を得た。（１）虚血・再灌流24時間後のNissl染色では、TDAG8欠損マウスでは梗塞領域の拡大が有意であり、GPR4では低下する傾向が観察された。経時観察の条件を再灌流1ヶ月後まで延長したところ、TTC染色では野生型や受容体欠損マウスにおいて梗塞領域の縮小が観察された。（２）虚血・再灌流24時間後のミクログリア形態変化を免疫染色にて観察したところ、TDAG8欠損マウスでは活性型ミクログリアが有意に増加していた。この結果から、虚血に伴うpH低下によるTDAG8の神経系保護作用が推測された。（３）虚血・再灌流後の脳実質内へ血清成分の漏出が捉えられ、梗塞領域との違いが観察された。しかし、血球系細胞の明らかな浸潤を検出することができなかった。脳微小血管のバリア機能制御におけるGPR4の役割を培養細胞にて解析する。このように、脳組織は虚血によって弱酸性pHに暴露されるが、プロトン感知性受容体（少なくともTDAG8）が pH変化を感知し、脳虚血後のダメージに対して神経系の保護作用を示すと考えられた。

中枢神经系统pH值的变化被认为对神经功能有严重影响，但其机制仍不清楚。 OGR1 受体家族可感知 pH 7.6 至 6.0，在颅神经系统中表达。在本研究中，我们研究了质子敏感受体（TDAG8和GPR4）如何参与脑缺血再灌注后的组织损伤和脑微血管的屏障功能，并研究了受体缺陷小鼠大脑中动脉缺血的作用。通过血液模型分析和脑微血管小胶质细胞和内皮细胞的酸性pH反应分析来揭示。 2020财年，我们使用缺血再灌注后的大脑中动脉缺血模型来分析TDAG8缺陷小鼠的小胶质细胞活动控制和神经系统保护作用，以及GPR4缺陷小鼠的脑微血管屏障功能控制，得到了这样的结果。 (1)缺血/再灌注24小时后尼氏染色显示，TDAG8缺陷小鼠梗塞面积明显扩大，GPR4有减少的趋势。当时程观察条件延长至再灌注后1个月时，TTC染色显示野生型和受体缺陷型小鼠的梗塞面积减少。 (2)缺血/再灌注24小时后通过免疫染色观察小胶质细胞形态变化，发现TDAG8缺陷小鼠中活化的小胶质细胞显着增加。由此结果推断，TDAG8由于与缺血相关的pH值降低而对神经系统具有保护作用。 (3)检测缺血/再灌注后血清成分向脑实质的渗漏，并观察与梗死区的差异。但未检测到明显的血细胞浸润。我们将使用培养细胞分析 GPR4 在控制脑微血管屏障功能中的作用。因此，人们认为，脑组织因缺血而暴露于弱酸性环境中，质子敏感受体（至少TDAG8）感知pH变化并对神经系统发挥保护作用，防止脑缺血后的损伤。