ロイコトリエンシグナル伝達経路は、もともと喘息における役割で知られている炎症経路であるが、パーキンソン病(PD)を含む様々な神経変性疾患の発症に関与していることが科学的研究により示唆されている。
我々は、承認されている抗喘息薬モンテルカスト(MTK)を用いてロイコトリエンシグナル伝達を遮断することで、パーキンソン病モデルマウスLine 61における運動障害が改善するかどうかを評価した。
実際、MTKを10週間毎日経口投与したLine 61マウスでは、ビヒクル投与したLine 61マウスと比較して、梁歩行試験で評価した運動協調性と平衡感覚の改善が観察された(詳細は2021年3月のニュースレターを参照)。
運動機能の改善を説明する可能性のある細胞の変化を評価するため、試験動物の脳を組織学的に分析した。
小脳と尾状核の両方において、Line 61マウスは非トランスジェニック同腹子よりもミクログリアソーマのサイズが大きいことが観察され(図1 A, D)、ミクログリアの活性化を示した。
さらに興味深いことに、MTKを投与したLine 61マウスは、ビヒクルを投与したLine 61マウスと比較して、両方の脳領域でミクログリアソーマサイズの有意な減少を示した(図1 A, D)。
さらに、MTK処理Line 61マウスの小脳ミクログリアは、ビヒクル処理Line 61マウスと比較して、有意に長いフィラメントとより多くの分岐点を示した(図1 B、C、E、F)。
図1:ビヒクル投与またはモンテルカスト(MTK)投与した非トランスジェニック(ntg)マウスおよびライン61マウスの小脳(CB)および尾状被蓋(CPu)におけるミクログリアの表現型。 ミクログリアソーマのサイズ(A、
D)はImageJを用いて測定した。
フィラメントの長さ(B、
E)と分岐点(C、
F)はIMARISソフトウェアを用いて評価した。
動物1匹につき合計15個のミクログリア細胞を分析した(1群につき5匹;ミクログリアn=75)。
平均値±SD;ビヒクル処理Line 61群と比較した一元配置分散分析(one-way ANOVA)後のボンフェローニのポストホックテスト、またはビヒクル処理Line 61群と比較したクラスカル・ワリス検定後のダンのポストホックテスト;**p<0.01、***p<0.001。
これらの観察結果は、MTK投与がミクログリアにおいてソーマサイズの縮小とフィラメントの分岐を誘導することを示唆している。
小さな細胞体や高度に隆起した形態は、恒常性維持状態にあるミクログリアの特徴である。
結論として、以前は活性化していたミクログリアが、より恒常的な状態に移行することが、ライン61マウスの運動機能回復に中心的な役割を果たしている可能性がある。
このことは、ミクログリアに対するMTKの作用が、運動の制御と協調に重要な脳領域である小脳で特に顕著であるという事実によって、さらに支持される。
図2:ビヒクル投与およびモンテルカスト(MTK)投与した61系統動物の小脳におけるミクログリアフィラメントの代表的画像。 左のパネルはミクログリアを表すIba1標識(白)のIMARIS 3D画像可視化、右のパネルはフィラメントトレーサーツールを用いた半自動検出後のミクログリアフィラメント。
青いボールポイントはフィラメントの始点(細胞体)を示し、赤いボールポイントは分岐点を示す。
スケールバー:50 µm。