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一般口演（若手道場） 若手道場　グリア機能 Wakate Dojo: Glial Mechanisms 座長：神戸 悠輝（鹿児島大学医歯学総合研究科生体情報薬理学）・牧之段 学（奈良県立医科大学医学部精神医学講座） 2022年6月30日　16:10～16:25　沖縄コンベンションセンター 会議場A2　第7会場 1WD07e1-01 ミクログリアによるATP/P2Y1シグナルを介したニューロン-アストロサイト間情報伝達の制御 Regulation of neuron-astrocyte communication via ATP/P2Y1 signaling by microglia *鈴木 秀明(1,2)、繁冨 英治(1,2)、平山 幸歩(1)、高橋 由香里(3)、池中 一裕(4)、田中 謙二(5)、加藤 総夫(3)、尾藤 晴彦(6)、小泉 修一(1,2) 1. 山梨大・院医・薬理、2. 山梨大・院医・GLIAセンター、3. 慈恵医大・神経科学、4. 生理研・分子神経生理、5. 慶應大・医・精神神経、6. 東京大・院医・神経生化学 *Hideaki Suzuki(1,2), Eiji Shigetomi(1,2), Yukiho Hirayama(1), Yukari Takahashi(3), Kazuhiro Ikenaka(4), Kenji F Tanaka(5), Fusao Kato(3), Haruhiko Bito(6), Schuichi Koizumi(1,2) 1. Dept Neuropharmacol, Interdiscipl Grad Sch Med, Univ Yamanashi, 2. Yamanashi GLIA Center , 3. Dept Neurosci, Jikei Univ, 4. Div Neurobiol and Bioinfo, NIPS, 5. Dept Neuropsych, Keio Univ Sch Med, 6. Dept Neurochem, Grad Sch Med, Univ Tokyo Keyword: ASTROCYTES, MICROGLIA, PURINERGIC SIGNALING アストロサイトは、脳の損傷や炎症に伴って反応性を示し、その分子プロファイル、形態、機能を変化させる。 反応性アストロサイトは、その機能、特にニューロン-グリア間およびグリア-グリア間の情報伝達に関わる受容体の発現を変化させる。その中でもP2Y1受容体は、てんかんやアルツハイマー病など、ニューロンの過剰興奮が認められる多くの神経疾患において発現が亢進していることが知られている。我々はこれまでに、海馬CA1領域において、アストロサイトにおけるP2Y1受容体の発現上昇が、ニューロン-アストロサイト間の情報伝達を亢進させることによってニューロンの過剰興奮を引き起こすことを明らかにしてきた。しかし、病態時にアストロサイトP2Y1受容体シグナルが亢進するメカニズムは不明なままである。我々は、病態時にはミクログリアも活性化することに注目し、CSF1受容体拮抗薬、PLX5622、を用いてミクログリアを除去することで、アストロサイトP2Y1受容体シグナルの亢進メカニズムを、ミクログリアの視点から検討した。その結果は以下の2点に集約される。1)ミクログリア除去によって、アストロサイトでのP2ry1遺伝子発現が上昇し、P2Y1受容体アゴニストによるCa2+シグナルが亢進した。このことから、ミクログリアはアストロサイトのP2Y1受容体発現および機能を抑制性に制御している可能性が示された。2)ミクログリア除去は、細胞外に添加したATPの残存時間を延長した。すなわち、ミクログリアは細胞外ATP分解酵素を豊富に有し、ATPを速やかに分解し細胞外のATP量を抑制的に調節していることが示唆された。以上より、ミクログリアはアストロサイトP2Y1受容体発現とATP代謝を調節し、ATP/P2Y1シグナルを介したニューロン-アストロサイト間の情報伝達を抑制性に制御していることが示唆された。すなわちミクログリア機能が障害されることが想定される病態時においては、これらのメカニズムが破綻することでATP/P2Y1シグナルが増強され、その結果、ニューロン-アストロサイト間情報伝達の亢進、およびニューロンの過剰興奮が引き起こされる可能性がある。 2022年6月30日　16:25～16:40　沖縄コンベンションセンター 会議場A2　第7会場 1WD07e1-02 発達期のマイクログリアによる赤血球除去 Microglia remove red blood cells during development *河野 玲奈(1)、池谷 裕二(1,2,3)、小山 隆太(1,2) 1. 東京大学大学院薬学系研究科、2. Beyond AI 研究推進機構、3. 脳情報通信融合研究センター *Rena Kono(1), Yuji Ikegaya(1,2,3), Ryuta Koyama(1,2) 1. Grad Sch Pharmaceut Sci, Univ of Tokyo, Tokyo, Japan, 2. Institute for AI and Beyond, Univ of Tokyo, Tokyo, Japan, 3. CiNet, Suita, Japan Keyword: microglia, phagocytosis, developmental period 脳内免疫細胞であるマイクログリアは、脳内に侵入した異物や死細胞などを貪食して除去することで脳の発達や恒常性維持に寄与する。貪食物の消化を担うリソソームはCD68により可視化され、通常はマイクログリア内部で不規則な形状で存在している。しかし、生後初期のマウス脳内においては球状のCD68が集積したブドウのような構造物が局所的に存在することを発見した。我々はこの特徴的な未知の構造物をBUbbly Dense Organization（BUDO）と名付け、その局在や分布量、機能の解析を行った。 まず免疫組織染色により、BUDOの時空間的分布を検証した。BUDOは発達期特異的に認められ、皮質、海馬、線条体などを含む脳全域に広く分布していた。続いてBUDOを持つ細胞種を詳細に確認したところ、マイクログリア特異的マーカーであるP2Y12RやSiglec-Hに陽性であったため、浸潤モノサイトではなくマイクログリアが構造を変化させたものであることが示唆された。さらにBUDOの機能を網羅的に調べるために1細胞RNA-seqを行ったところ、Hmox1 (ヘム分解酵素、以下HO-1)を含む鉄代謝等に関連する遺伝子群の有意な発現変動が見られた。以上の結果から、BUDOは血液漏出に関連した構造であると仮説を立て免疫組織染色による検証を行ったところ、局所的に血管外に赤血球が漏出しており、その一部がBUDO内部に取り込まれている様子が観察された。つまり、生後初期脳内において血液漏出が生じており、それにマイクログリアが応答して赤血球などを貪食していることが示唆された。続いて、BUDOにおいて最も大きな発現変動を示したHO-1に着目し、発達期におけるHO-1の役割を検証した。マイクログリア特異的なHO-1ノックアウトマウスでは、漏出部位におけるBUDOの形成や赤血球取り込みが損なわれている傾向が見られた。また、生後14日齢において漏出箇所数が増加していたことから、マイクログリアによる血液漏出の処理不全が示唆された。さらに、ノックアウトマウスの漏出部位では細胞死マーカーであるcleaved caspase-3が増加しており、漏出処理不全の結果、血液成分による組織傷害が増加することが示唆された。以上の結果より、発達期においてマイクログリアはHO-1を介して漏出赤血球を貪食して除去し、赤血球漏出による組織傷害を防いでいることが明らかとなった。 2022年6月30日　16:40～16:55　沖縄コンベンションセンター 会議場A2　第7会場 1WD07e1-03 脳転移のイメージングモデルが明らかにするミクログリアの新機能-腫瘍を貪食し転移の「発生」を抑制する Microglial phagocytosis suppression of the development of metastatic tumors in the imaging model of brain metastasis. *辻 貴宏(1,2)、和氣 弘明(1,3)、進藤 麻理子(1,3)、加藤 大輔(1,3)、小笹 裕晃(2)、平井 豊博(2) 1. 名古屋大学大学院医学系研究科、2. 京都大学大学院医学研究科、3. 生理学研究所 *Takahiro Tsuji(1,2), Hiroaki Wake(1,3), Mariko Shindo(1,3), Daisuke Kato(1,3), Hiroaki Ozasa(2), Toyohiro Hirai(2) 1. Grad Sch Med, Nagoya Univ, Nagoya, Japan, 2. Grad Sch Med, Kyoto Univ, Kyoto, Japan, 3. Nat Inst for Physiol Sci Keyword: Microglia, Phagocytosis Brain metastasis of lung cancer is a crucial problem that causes poor clinical outcomes and alters patient quality of life. Previous evidence showed that lung cancer cells (LUCs) may escape from host immunity to form distant metastases. We have made an original imaging model of brain metastasis (IBrM) to show a heterogeneous interaction between microglia, the tissue macrophages in the brain, and LUCs in the brain niche. The findings confirmed that microglia can phagocytose metastatic cancer cells. Here, we show that genetic deletion of the “don’t eat me” signals of cancer cells can promote phagocytic activity of microglia against LUCs. We injected an adenocarcinoma lung cancer cell line expressing mCherry (CMT167mC) via the internal carotid artery of the CX3CR1-EGFP mice, whose microglia had been specifically labeled with EGFP. The microglia and LUCs were visualized in vivo simultaneously by two-photon microscopy for 14 days. The tumor fate and microglial response against cancer cells were evaluated at single cell resolution in the IBrM. CD24, CD47, and/or PDL1 were deleted in CMT167mC cells using CRISPR/Cas9 to examine the effect of the “don’t eat me” signals. The dynamic behavior of LUCs and the microglial phagocytosis activity against LUCs were visualized in living mice. Microglial phagocytosis was significantly increased by single deletion of CD47 or CD24 compared with WT cells. Combined deletion of CD47 and CD24 also synergically increased microglial phagocytosis, resulting in reduced IBrM and prolonged mouse survival. By contrast, deletion of PD-L1 did not enhance microglial phagocytosis or prolong survival. The pharmacological (PLX3397) or genetic conditional (Siglechdtr het/CX3CR1GFP het) conditional depletion of microglia canceled both the increased phagocytosis and the extended survival time, suggesting that the effect of “don't eat me” signals was microglia-dependent. These results indicate that novel function of microglia against LUCs, and suppression of both CD24 and CD47 in LUCs enhances microglial phagocytic activity and suppresses the metastatic formation of LUCs. We are further developing a method for isolating LUCs fluorescently labeled in vivo using holographic 2-photon microscopy for evaluating single cell gene expression profiles. Using the novel techniques, the spatio-temporal information can be integrated across the molecular, cellular and tissue levels that allow us to further investigate the dynamic behavior of not only tumors, but also microglia and neurons. 2022年6月30日　16:55～17:10　沖縄コンベンションセンター 会議場A2　第7会場 1WD07e1-04 Psychostimulant-induced neuroinflammation: the protective role of IL-10 *Ana Isabel Silva(1,2), Carolina Pinto(1,3), Ana Filipa Terceiro(1,2), Teresa Canedo(1,3), Ana Magalhães(1,2), João Relvas(3,4), Margarida Saraiva(5), Teresa Summavielle(1) 1. Addiction Biology, i3s-Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2. Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 3. Faculdade de Medicina da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 4. Glial Cell Biology, i3s-Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 5. Immune Regulation, i3s-Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto, Porto, Portugal Keyword: Interleukin-10, microglia, addiction, neuroinflammation Methamphetamine (Meth) is a highly addictive psychostimulant. The classic hallmarks of Meth-exposure include the disruption of the dopaminergic system, concomitant with terminal degeneration and eventual neuronal death. However, Meth is now also recognized for causing immune dysregulation and persistent neuroinflammation. Recently, our lab has demonstrated that microglia activation under Meth-exposure is mediated by astrocytic release of glutamate and TNF. In co-cultures of primary neurons and microglia, we further verified that Meth leads to reduced levels of IL-10. Other authors found that chronic administration of Meth decreases the circulating levels of IL-10. Therefore, we hypothesized that supplementing IL-10 could be protective against Meth-induced neuroinflammation. Here, we took advantage of a transgenic mouse model with controlled overexpression of IL-10 to investigate the mechanisms of immune regulation/protection elicited by IL-10 in the context of acute and chronic exposure to psychoactive drugs. Because in clinical trials IL-10 was seen to be associated with increasing Interferon-gamma (IFNγ), a pro-inflammatory cytokine, we used also a transgenic mouse model with controlled overexpression of IL-10 but knock-out for IFNγ. We have already successfully shown that IL-10 overexpression prevents Meth-induced changes in anxiety-like behavior (evaluated in the EPM). Importantly, this effect seems to be dependent on gammadelta (γδ) T cells. Further, we also explored the role of IL-10 on microglia reactivity by evaluating proliferation, morphology and phagocytic capacity. We predict that understanding how IL-10 and other related cytokines vary with Meth-exposure will prove to be an innovative approach to devise treatment strategies for substance abuse disorders.