神経組織の変性と再生の細胞および分子基盤に関する知見

免疫・炎症神経科学
神経組織の変性と再生の細胞および分子基盤に関する知見

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Xiao-Feng Zhao et al.
2022年12月14日
https://doi.org/10.7554/eLife.80881

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概要
成体マウスの末梢神経系は、外傷を受けると、解剖学的・機能的に驚くほど自然に再生することが知られている。我々は、神経修復の外的メカニズムを探るため、ナイーブマウス坐骨神経、末梢血単核細胞、および損傷後1日、3日、7日の破砕坐骨神経の単一細胞分析を行った。最初の1週間で、単球とマクロファージ（Mo/Mac）が損傷神経に急速に集積し、広範な代謝の再プログラミングが行われた。解糖系フラックスの高い炎症性Mo/Macが初期の損傷反応を支配し、酸化的リン酸化へとプログラムされた炎症解消型Macへと急速に移行する。神経破砕傷害は、血液-神経関門の部分的な漏出、内膜および外膜の間質細胞の増殖、オプソン化血清タンパク質の侵入を引き起こす。神経損傷部位と遠位神経のマイクロダイセクション、および単一細胞RNA配列解析により、機械的神経創傷とワーラー変性によってそれぞれ引き起こされる、異なる免疫区画が同定された。この知見は、ワラー変性が大幅に遅延するSarm1-/-マウスで独自に確認された。キメラマウスを用いた実験では、Sarm1-/-マウスでは野生型の免疫細胞が傷害部位に容易に侵入するが、遠位神経ではMoを除いてまばらであることが示された。我々はCellChatを用いて、ナイーブおよび損傷したPNSにおける細胞間コミュニケーションを探索し、何百ものリガンド-レセプター相互作用について報告した。この縦断的な解析は、神経組織再生のための新しいリソースであり、場所特異的な免疫微小環境を明らかにし、大規模な細胞間コミュニケーションネットワークについて報告するものである。scRNAseqデータセットのマイニングを容易にするために、我々はinjured sciatic nerve atlas (iSNAT)を作成した。https://cdb-rshiny.med.umich.edu/Giger_iSNAT/.

編集部からの評価
Zhaoらは、損傷した坐骨神経のシングルセルRNAseqを用いた広範なトランスクリプトーム解析を行い、細胞間の活発なコミュニケーションネットワークと同様に、時間的および空間的差異の両方を評価している。彼らは、特に神経内の免疫細胞に注目し、様々な細胞集団と代謝状態のシフトを、時間経過と損傷位置の相対的変化で実証しています。これらの知見を総合すると、ワラーレン変性は、損傷部位ではなく、損傷遠位部における免疫細胞の動員および成熟に重要であることが示唆される。これらの結果は、神経損傷後の炎症、再生、疼痛反応を理解する上で貴重な資料と重要な知見を提供するものです。

https://doi.org/10.7554/eLife.80881.sa0
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研究論文免疫・炎症神経科学座骨神経再生単細胞RNA seqinflammationワーラー変性症パラビオーシス
研究対象生物
マウス
参考文献
細胞生物学 免疫学・炎症学
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