アルツハイマー病のアポリポプロテインE機能を解析する新規ミクログリアモデルの作出

创建新的小胶质细胞模型来分析载脂蛋白 E 在阿尔茨海默病中的功能

基本信息

批准号：
22KJ2686
负责人：
村上玲
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2686/
关键词：
ミクログリア APOE遺伝子 iPS細胞認知症アルツハイマー病ゲノム編集

项目摘要

本研究は医療費介護費により医療財政を圧迫する認知症の患者数を減らすために、認知症の最大の原因疾患であるアルツハイマー病の発祥機序を解明することを目指している。近年ではアルツハイマー病の最大のリスク因子であるAPOE遺伝子e4アリルを持つミクログリアが病態形成に影響することが明らかになりつつあるが、ミクログリアはin vitroとin vivoで遺伝子発現が異なるなどin vivoでのヒトミクログリア研究は未だ途上である。そのため、本研究ではアルツハイマー病病態におけるAPOE4/4ヒトミクログリア機能をin vivoレベルで解析するモデルを作出すること目的としている。本研究ではこれまでに健常人由来のparental APOE3/3 iPS細胞からCRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集に技術により、isogenic APOE4/4 iPS細胞の作製に成功している。さらにミクログリア発生に重要な転写因子であるPU.1をTet onシステムで発現するAPOE3/3 iPS細胞およびAPOE4/4 iPS細胞の作出にも成功している。当研究室で開発した誘導法によってiPS細胞からミクログリアを誘導した。誘導した細胞はミクログリアマーカーのIBA1やTREM2陽性であり、蛍光ビーズを用いた貪食機能アッセイにより貪食機能を持つことが明らかになった。これらの結果から、誘導した細胞は機能的なミクログリアであると判断した。本研究ではこれまでにAPOE3/3型ミクログリアに対して、アルツハイマー病の病態タンパク質であるアミロイドβ処理またはリポポリサッカライドとインターフェロンガンマ処理を行うことで未処理群と比較してミクログリアからのapoEタンパク質の分泌が亢進することを明らかにした。

本研究旨在阐明痴呆症最常见病因——阿尔茨海默病的起源，以减少因医疗和护理费用给医疗财政带来压力的痴呆症患者数量。近年来，人们已经明确携带APOE基因e4等位基因的小胶质细胞影响阿尔茨海默病的发病机制，而APOE基因是阿尔茨海默病的最大危险因素，但小胶质细胞在体外和体内具有不同的基因表达，并且它们在人类体内的表达也不同。小胶质细胞研究仍处于起步阶段。因此，本研究的目的是创建一个模型，在体内水平分析 APOE4/4 人类小胶质细胞在阿尔茨海默病病理学中的功能。在这项研究中，我们利用 CRISPR/Cas9 系统的基因组编辑技术，成功地从健康个体的亲本 APOE3/3 iPS 细胞中生成了同基因 APOE4/4 iPS 细胞。此外，我们使用 Tet on 系统成功创建了表达 PU.1（一种对小胶质细胞发育重要的转录因子）的 APOE3/3 iPS 细胞和 APOE4/4 iPS 细胞。使用我们实验室开发的诱导方法从 iPS 细胞诱导小胶质细胞。诱导细胞的小胶质细胞标记物IBA1和TREM2呈阳性，并且使用荧光珠的吞噬功能检测显示它们具有吞噬功能。根据这些结果，确定诱导的细胞是功能性小胶质细胞。在这项研究中，我们发现，通过用β淀粉样蛋白（阿尔茨海默病的病理蛋白）或脂多糖和干扰素-γ治疗APOE3/3型小胶质细胞，与未处理的小胶质细胞相比，小胶质细胞的apoE蛋白减少了结果显示，组的分泌量增加。