脳損傷後のグリオーシスは何故起きるのか？
外傷や脳の血流障害（虚血）などで脳が損傷すると、アストロサイトというグリア細胞が活性化し、グリオーシスと呼ばれる反応が起こります。この反応は、損傷直後には傷ついた部分を隔離して正常な脳組織を保護すると考えられていますが、時間が経つと傷跡が瘢痕となり、てんかんの原因となったり、神経細胞の軸索伸長を妨げて機能の再建を抑えてしまったりすることがあります。
今回私たちは、グリオーシスを引き起こす引き金となる因子として、glial cells missing 1 (Gcm1) という遺伝子を同定しました。glial cells missingは元々ショウジョウバエで発見された遺伝子で、神経細胞とグリア細胞の運命決定に欠かせませんが、哺乳類での役割はこれまで不明でした。
Gcm1は脱メチル化を介してグリオーシスの引き金を引く
私たちは新生児期の脳損傷モデルマウスを用い、損傷後短時間でGcm1の発現が高まり、その後のグリア細胞の増生や血管の新生に関与することを明らかにしました。さらに、損傷後に一過性に発現するGcm1がDNAの脱メチル化を促進することで、アストロサイトを強く活性化するLif遺伝子や、血管新生を促す血管成長因子遺伝子の発現を誘導するしくみを見出しました。
脳に外傷などのダメージを受けると、超急性期にGcm1が一過性に発現します。
Gcm1が、DNAの脱メチル化を促進することで、さまざまな遺伝子の発現を誘導します。
外傷によって中心部（図の赤色の部分）は壊死しますが、生き残っている周辺部にグリオーシスと血管新生が見られます。
今回の研究成果から、Gcm1の働きを制御することでグリオーシスを適切なレベルに調節し、脳機能の回復を促す新しい治療法の開発につながる可能性が示されました。
本研究は、国立成育医療研究センター、生理学研究所、理化学研究所との共同研究です。
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DNAの脱メチル化機構
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