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マウス初代培養ミクログリアにおけるアクチン結合タンパク質モエシンの機能の分子生理学的検討

岡﨑 與德 立命館大学 DOI:info:doi/10.34382/00014811

2021.06.23

概要

ミクログリア（MG）は、中枢神経系の免疫細胞である。休止型では、突起を伸縮させ周囲の環境を常時監視しているが、炎症を感知すると遊走し、損傷部位へ集積する。一方、活性型では、炎症性サイトカインなどの神経傷害性物質や神経保護性物質を放出し、死んだ神経細胞を含む細胞の残骸を貪食し、除去する。MG による慢性の神経炎症は、アルツハイマー病、パーキンソン病などの神経変性疾患の発生・進行にかかわることが知られており、MG の活性調節が神経変性疾患の治療戦略になるものと期待されている。

モエシンは、アクチン結合タンパク質であり、アクチン細胞骨格とさまざまな膜タンパク質とを架橋してタンパク質の機能を調節するほか、低分子量 G タンパク質の活性を調節して、細胞の形態形成と維持に寄与する。MG ではモエシンの高発現が確認されているが、その生理的な役割はわかっていない。これに対して本研究では、モエシン欠損（Msn-KO）マウス由来の初代培養MG と、モエシン阻害剤（NSC305787）を用いて、アクチン細胞骨格の再構成を伴う MG の貪食能、化学遊走能のほか、一酸化窒素、腫瘍壊死因子（TNF−α）分泌能に対するモエシンの働きを検証した。

マウスにリポ多糖（LPS）を腹腔内投与して、脳黒質緻密部分を Ionized calcium binding adapterprotein 1（Iba-1）で染色して、MG の活性化にともなう細胞の肥大化を検討したところ、野生型マウスでは、MG の肥大化が見られたが、Msn-KO マウスでは有意に細胞の肥大化の阻害が観察された。続いて、マウス脳から初代培養 MG を調製して形態・機能を比較した。Msn-KO マウスの MG は、野生型マウス MG とは異なり、刺激を加えなくとも突起を持ち肥大化した形態を示し、ADP や UDP を加えても大きな形態変化は見られなかった。また、MG 固有の機能を比較したところ、Msn-KO マウスの MG は、野生型マウスの MG とは異なり、刺激を加えなくとも貪食能が高く、UDP 刺激による更なる貪食能の上昇は見られなかった。さらに、Msn-KO マウスの MG は、ADP に対する化学遊走能の低下が認められた。

一方、モエシン阻害剤である NSC305787 は、初代培養 MG においてモエシンのリン酸化を阻害し、UDP 感受性の貪食、ADP に対する遊走、LPS 感受性 TNF−αの分泌を阻害した。

以上の結果は、モエシンが MG の活性化にかかわることを in vivo および ex vivo 条件で確認した。モエシンはアクチンリモデリングをともなう形態変化や、貪食や化学遊走といった MG 固有のフェノタイプにかかわるものと考えられた。モエシン阻害剤である NSC305787 は効果的にモエシンの活性を調節、阻害することから、神経変性疾患の新たな治療戦略のツールとなる可能性がある。

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