Journal of Experimental Medicine Article|March 17 2022
Synaptic pruning of murine adult-born neurons by microglia depends on phosphatidylserine (マウス成体新生神経細胞におけるミクログリアによるシナプス刈り込みはホスファチジルセリンに依存する)
Chihiro Kurematsu, Masato Sawada, Masaki Ohmuraya, Motoki Tanaka, Kazuya Kuboyama, Takashi Ogino, Mami Matsumoto, Hisashi Oishi, Hiroyuki Inada, Yuri Ishido, Yukina Sakakibara, Huy Bang Nguyen, Truc Quynh Thai, Shinichi Kohsaka, Nobuhiko Ohno, Maki K. Yamada, Masato Asai, Masahiro Sokabe, Junichi Nabekura, Kenichi Asano, Masato Tanaka, Kazunobu Sawamoto
Conceptualization, Funding acquisition, Project administration, Resources, Supervision, Visualization, Writing – original draft, Writing – review & editing
Department of Developmental and Regenerative Neurobiology, Institute of Brain Science, Nagoya City University Graduate School of Medical Sciences, Nagoya, Japan, Division of Neural Development and Regeneration, National Institute for Physiological Sciences, Okazaki, Japan
名古屋市立大学大学院医学研究科再生医学分野, 生理学研究所 神経発達・再生機構研究部門客員教授
Correspondence to Kazunobu Sawamoto: sawamoto@med.nagoya-cu.ac.jp
Disclosures: The authors declare no competing interests exist.
Received: November 07 2020, Revision Received: August 13 2021, Accepted: November 30 2021
Abstract
New neurons, continuously added in the adult olfactory bulb (OB) and hippocampus, are involved in information processing in neural circuits. Here, we show that synaptic pruning of adult-born neurons by microglia depends on phosphatidylserine (PS), whose exposure on dendritic spines is inversely correlated with their input activity. To study the role of PS in spine pruning by microglia in vivo, we developed an inducible transgenic mouse line, in which the exposed PS is masked by a dominant-negative form of milk fat globule-EGF-factor 8 (MFG-E8), MFG-E8D89E. In this transgenic mouse, the spine pruning of adult-born neurons by microglia is impaired in the OB and hippocampus. Furthermore, the electrophysiological properties of these adult-born neurons are altered in MFG-E8D89E mice. These data suggest that PS is involved in the microglial spine pruning and the functional maturation of adult-born neurons. The MFG-E8D89E–based genetic approach shown in this study has broad applications for understanding the biology of PS-mediated phagocytosis in vivo.
成体嗅球や海馬で継続的に追加される新生ニューロンは、神経回路の情報処理に関与している。本論文では、マイクログリアによる成体新生ニューロンのシナプス刈り込みがホスファチジルセリン（PS）に依存し、その樹状突起スパインへの露出が入力活性と逆相関していることを示す。そこで、我々は、PSが樹状突起スパインの刈り込みに果たす役割を明らかにするため、PSが露出する部分を乳脂肪球由来EGF-factor 8（Milk Fat Globular Protein EGF-8; MFG-E8）のドミナントネガティブ型、MFG-E8D89Eでマスクした誘導型トランスジェニックマウスを開発した。このトランスジェニックマウスでは、嗅球と海馬において、成体で生まれたニューロンがマイクログリアによってスパインを刈り取る機能が損なわれていることがわかった。さらに、MFG-E8D89Eマウスでは、これらの成体で生まれたニューロンの電気生理学的特性が変化している。これらのデータは、PSがミクログリア・スパインの刈り込みと成体生まれニューロンの機能的成熟に関与していることを示唆している。本研究で示されたMFG-E8D89Eに基づく遺伝学的アプローチは、生体内におけるPSを介した貪食の生物学を理解するための幅広い応用が可能である。
〇プレスリリース
大人の神経細胞を接続する「シナプス」の数を調節するしくみ：名市大医学部生らが発見―脳疾患の治療法開発への新たな期待―
名古屋市立大と生理学研究所など、神経細胞のシナプスの数を調節する仕組みを解明(日本経済新聞)
脳発達の仕組み、医学部生が解明 名市大の榑松さんら、米科学誌に論文(中日新聞)
(論文紹介：YW)
Figure 20221128JournalClubForSubmission-1Journal Clubの後、生物学類の学生がプログレスセミナーを行いました。実験の合間を縫って、研究室ロゴを作ってくれました。
30d68bef66e7fff89427df93711607e4医学群医学類研究型人材募集
筑波大学医学群医学類では、研究型人材入試を実施しています！(PDF)
