血管周囲マクロファージ（PVM）は脳脊髄液 (CSF) で満たされた血管周囲腔に存在する自然免疫系細胞である。本研究ではALSとPVMの関連を明らかとするため、SOD1G93A変異導入ALSモデルマウスを用い、病態進行に伴うPVMの量的・質的変化およびPVMへの実験的介入によるALS病態進行への影響を検討した。
SOD1G93Aマウスでは、PVMは病態進行に伴い増加することが観察された。また増加したPVMを抗炎症型（Lyve1+ PVM）および炎症型（MHCⅡ+ PVM）に分類して比較したところ、炎症型の細胞集団へのシフトが観察された。CSFにクロドロン酸封入リポソーム（CLO）を注入すると、PVMを選択的に枯渇できることが知られている。マウスの大槽内にCLOを投与したところ、投与3日後および7日後にはPVMの枯渇を確認できたが、投与14日後にはPVMの復活が確認された。そこで、初回投与から1週間後にCLOを再度投与したところPVMの枯渇が持続することが確認された。
PVMのALS病態進行への関与の有無を明らかにするため、CLOをSOD1G93Aマウスの大槽内に繰り返し投与してPVMを持続的に枯渇し、ALS病態進行を評価した。PBSまたはCLOを80日齢（発症前）から週に1回、計6回投与し、6回目の投与3日後の腰髄の病理組織学的解析、または投与開始から死亡まで、病態の程度を表す神経学的スコアと生存期間の評価を行った。その結果、PVM細胞数はPBS群に比べてCLO群で有意に減少し、6回のCLO繰り返し投与下においてPVMの持続的な枯渇を確認できた。病態の程度を表す神経学的スコアは、病態後期においてPBS群と比較してCLO群で有意に低かった。生存期間はPBS群に比べ、CLO群で7.6日有意に延長した。また残存運動ニューロン数もCLO群で有意に多かった。これらの結果から、持続的なPVMの枯渇が運動ニューロンの脱落を防ぎ、ALS病態の進行を遅らせることが示唆された。
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal motor neuron disease in which non-cell-autonomous processes have been proposed as its cause. Non-neuronal cells that constitute the environment around motor neurons are known to mediate the pathogenesis of ALS. Perivascular macrophages (PVM) are immune cells that reside between the blood vessels of the central nervous system and the brain parenchyma; PVM are components of the neurovascular unit and regulate the integrity of the blood-spinal cord barrier (BSCB). However, it is not known whether regulation of BSCB function by PVM is involved in the pathogenesis of ALS. Here, we used SOD1G93A mice to investigate whether PVM is involved in the pathogenesis of ALS. Immunostaining revealed that the number of PVM was increased during the disease progression of ALS in the spinal cord. We also found that both anti-inflammatory Lyve1+ PVM and pro-inflammatory MHCII+ PVM subtypes were increased in SOD1G93A mice, and that subtype heterogeneity was shifted toward MHCII+ PVM compared to WT mice. Then we depleted PVM selectively and continuously in SOD1G93A mice by repeated injection of clodronate liposomes into the cerebrospinal fluid and assessed motor neuron number, neurological score, and survival. Results showed that PVM depletion prevented the loss of motoneurons, slowed disease progression, and prolonged survival. Further histological analysis showed that PVM depletion prevents BSCB collapse by ameliorating the reduction of extracellular matrix proteins necessary for the maintenance of barrier function. These results indicate that PVM are involved in the pathogenesis of ALS, as PVM degrades the extracellular matrix and reduces BSCB function, which may affect motor neuron loss and disease progression. Targeting PVM interventions may represent a novel ALS therapeutic strategy.

申請種類 : 福澤基金研究補助