Research Abstract


Reactive astrocytes function as phagocytes after brain ischemia via ABCA1-mediated pathway

2017年6月22日 Nature Communications 8 : 28 doi: 10.1038/s41467-017-00037-1 (2017)

アストロサイトはさまざまな脳傷害の後に反応性になる。しかし、反応性アストロサイトの機能はほとんど解明されていない。本論文では、反応性アストロサイトが一過性虚血性傷害の後に貪食細胞として機能すること、また、この貪食能が限定された時空間パターンで出現することを示す。一過性脳虚血の後に、貪食性アストロサイトは、虚血の後期段階に梗塞周辺部位であるペナンブラ領域内に観察された。これに対し、貪食性ミクログリアは、虚血のより初期段階に梗塞中心部位である虚血性コア領域内に主に観察された。貪食性アストロサイトではABCA1やその経路分子であるMEGF10、GULP1の発現が亢進していた。これらの分子はアストロサイトの貪食能獲得に必要条件であり、in vitroではABCA1のみの発現亢進が貪食能獲得の十分条件であった。ABCA1をアストロサイト特異的に欠損させると、in vivoにおいて、虚血の後の反応性アストロサイトの貪食能は顕著に抑制された。これらの知見から、アストロサイトはABCA1とその関連シグナル分子群の発現を亢進させることにより貪食細胞表現型に転換し、ペナンブラ領域のリモデリングに関与することが示唆された。

Yosuke M. Morizawa, Yuri Hirayama, Noubuhiko Ohno, Shinsuke Shibata, Eiji Shigetomi, Yang Sui, Junichi Nabekura, Koichi Sato, Fumikazu Okajima, Hirohide Takebayashi, Hideyuki Okano and Schuichi Koizumi

Corresponding Author

小泉 修一
山梨大学 医学部 薬理学講座

Astrocytes become reactive following various brain insults; however, the functions of reactive astrocytes are poorly understood. Here, we show that reactive astrocytes function as phagocytes after transient ischemic injury and appear in a limited spatiotemporal pattern. Following transient brain ischemia, phagocytic astrocytes are observed within the ischemic penumbra region during the later stage of ischemia. However, phagocytic microglia are mainly observed within the ischemic core region during the earlier stage of ischemia. Phagocytic astrocytes upregulate ABCA1 and its pathway molecules, MEGF10 and GULP1, which are required for phagocytosis, and upregulation of ABCA1 alone is sufficient for enhancement of phagocytosis in vitro. Disrupting ABCA1 in reactive astrocytes result in fewer phagocytic inclusions after ischemia. Together, these findings suggest that astrocytes are transformed into a phagocytic phenotype as a result of increase in ABCA1 and its pathway molecules and contribute to remodeling of damaged tissues and penumbra networks.