慢性炎症と気分障害への影響
好中球、ストレス、うつ病を免疫反応の視点からつなげてみた。
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目次
慢性炎症はストレスやうつ病みたいな大きな気分の障害と関係しているかも。免疫システムが、心理的な問題がどうやってこういう気分の障害につながるかに関与してるかもしれない。動物の研究では、免疫細胞が作るプロ炎症性サイトカインという特定のタンパク質が、うつ病と結びついていることがわかってる。IFN-I(タイプIインターフェロン)というサイトカインの一種は、普段うつ病でない人にも抑うつ症状を引き起こすことがあり、大うつ病性障害を発症する人によく見られる。
好中球と免疫応答
好中球は感染や怪我に反応する免疫細胞の一種だ。ストレスのときに早く反応することで知られてる。研究によると、大うつ病性障害の人は他の免疫細胞と比べて好中球の数が多いみたい。これが、好中球がうつ病の発展に関与しているかもしれないことを示唆してる。
ストレスは血液中の好中球のレベルを上げることが知られてる。大うつ病性障害の患者では、好中球の数が症状の重さを予測できることがある。でも、好中球がうつ病にどう関わってるかはまだはっきりしてない。いくつかの研究では、脳を保護する膜(髄膜)の周りにある細胞が行動調整に重要な役割を果たすことが示唆されている。
髄膜好中球の役割
研究では、B細胞という免疫細胞が欠けているマウスが普通のマウスよりも不安を感じていることがわかった。普通のマウスが慢性的な社会的敗北ストレスを受けると、髄膜内のB細胞が減少した。髄膜の分析では、ストレスを受けたマウスでIFN-Iシグナル伝達が増加していて、B細胞が欠けているマウスの髄膜にはより多くの好中球が見られた。
伝統的には、好中球は骨髄を出た後、血液から組織に移動すると思われている。でも、新しいメカニズムでは、脳では好中球が特別な頭蓋骨の骨髄から直接髄膜に移動することが示唆されている。この好中球は、組織の損傷や病気があると脳に引き寄せられるけど、ストレス反応における役割はまだ不明。
好中球とストレスに関する仮説
私たちは、髄膜の好中球がストレスによる抑うつ症状に関係していて、これらの好中球は頭蓋骨の骨髄から来ていると考えていた。ストレス後に髄膜や他の組織での免疫細胞の変化を調べた。私たちの発見は、ストレス後に髄膜の好中球が増加したIFN-Iシグナル伝達の一部であることを示した。これにより、IFN-Iシグナル伝達が好中球を頭蓋髄から髄膜へ移動させ、抑うつや不安の行動に寄与するかもしれないと提案した。
好中球に関する主要な発見
慢性ストレスが好中球を増加させる: 慢性的な社会的敗北ストレスは、マウスの髄膜内の好中球のレベルを上げることがわかった。
好中球の区別: 血液由来の好中球と組織に存在する好中球を区別し、ストレスが組織内の好中球の数を増加させたことを示した。
好中球と症状の関係: 髄膜内の好中球のレベルが増加すると、より重度の抑うつ症状や行動に関連していた。
方法論: 好中球のレベルの観察
慢性的な社会的敗北ストレスが好中球に与える影響を分析するために、一連の実験を行った。マウスに社会的敗北ストレスを与え、その後、フローサイトメトリーを使って血液や髄膜の好中球レベルを測定した。
フローサイトメトリーの結果
以下のことがわかった:
- 慢性ストレスを受けたマウスは、髄膜内の好中球が約1.3倍増加した。
- ストレスの後、血液中の好中球も約5.3倍増加した。
- 好中球の数の変化は、他の免疫細胞に見られる一般的な傾向を反映していた。
行動テストの役割
好中球のレベルと行動を結びつけるために、無快楽症(快楽を感じられないこと)を調べるための尿香料マークテスト(USM)や、不安様行動を評価するオープンフィールドテスト(OF)を行った。
行動結果
私たちのテストでは:
- 髄膜や血液中の好中球レベルの増加が、快楽刺激への関与の低下と直接関連していることが示された。
- 血液中の好中球が多いマウスは、オープンフィールドでの不安様行動がより多かった。
好中球の動態を調べる
ストレスにより髄膜に好中球が集まる仕組みを理解するために、さらに解析を行い、免疫細胞の行動や髄膜の変化を追跡した。
髄膜好中球の画像分析
高度な画像技術を使って、ストレス後の髄膜内の好中球の分布を評価した。観察されたのは:
- 慢性ストレス被曝後、髄膜内や血管の周りの好中球が一貫して増加していること。
- 好中球が髄膜の異なる領域に移動していること。
遺伝子発現からのインサイト
好中球の機能的変化を調べるために、RNAシーケンシングを実施した。この分析により、ストレス条件下と非ストレス条件下での好中球の異なる集団が明らかになった。
RNAシーケンシングからの重要な発見
- ストレスを受けたマウスの髄膜内の好中球は、プロ炎症反応に関連する遺伝子の発現が増加していた。
- 我々の発見は、好中球のサイズや細胞成分に関連する特定の遺伝子がストレス反応に応じて変化したことを示している。
インターフェロンシグナルの影響
私たちの研究で探求された主要な経路の一つは、タイプIインターフェロンシグナル伝達だった。髄膜の好中球は、慢性ストレス条件下でIFN-Iシグナル伝達が高いことがわかった。
IFN-Iの含意
好中球におけるIFN-Iシグナル伝達の増加は、ストレスが気分や行動に与える影響の重要な要因となるかもしれない:
- このシグナルをブロックすると、ストレスを受けたマウスの行動結果が改善される可能性がある。
- 全身的なIFN-Iの減少は、髄膜内の好中球レベルの正常化とストレス関連の行動の改善に関連していた。
結論: 炎症と気分の関係
私たちの研究は、慢性炎症、特に好中球を通じて、ストレスに対する気分障害の発展との関係を強調している。証拠は、免疫システム、特に髄膜の好中球が慢性ストレスがメンタルヘルスにどのように影響するかに重要な役割を果たす可能性があることを示唆している。
今後の方向性
好中球と炎症が気分障害に与える影響のメカニズムを明らかにするためのさらなる研究が必要だ、特に:
- ストレス時に他の免疫細胞が好中球とどう相互作用するかを調べること。
- 慢性ストレスに関連する抑うつ症状を軽減するためのIFN-Iシグナル伝達をターゲットにした治療法の調査。
これらのプロセスをよりよく理解することで、慢性ストレスや炎症に関連する気分障害の治療のための新しい戦略を開発できるかもしれない。
タイトル: Chronic social defeat stress induces meningeal neutrophilia via type I interferon signaling
概要: Animal models of stress and stress-related disorders are also associated with blood neutrophilia. The mechanistic relevance of this to symptoms or behavior is unclear. We used cytometry, immunohistochemistry, whole tissue clearing, and single-cell sequencing to characterize the meningeal immune response to chronic social defeat (CSD) stress in mice. We find that chronic, but not acute, stress causes meningeal neutrophil accumulation, and CSD increases neutrophil trafficking in vascular channels emanating from skull bone marrow (BM). Transcriptional analysis suggested CSD increases type I interferon (IFN-I) signaling in meningeal neutrophils. Blocking this pathway via the IFN-I receptor (IFNAR) protected against the anhedonic and anxiogenic effects of CSD stress, potentially through reduced infiltration of IFNAR+ neutrophils into the meninges from skull BM. Our identification of IFN-I signaling as a putative mediator of meningeal neutrophil recruitment may facilitate development of new therapies for stress-related disorders. One sentence summaryType I interferon sensing neutrophils accumulate in meninges of psychosocially stressed mice via skull bone marrow channels and are associated with the negative behavioral sequelae of stress; blockade of this pathway inhibits neutrophil trafficking and improves behavioral outcomes.
著者: Stacey L. Kigar, Mary-Ellen Lynall, Allison E. DePuyt, Robert Atkinson, Virginia H. Sun, Joshua D. Samuels, Nicole E. Eassa, Chelsie N. Poffenberger, Michael L. Lehmann, Samuel J. Listwak, Ferenc Livak, Abdel G. Elkahloun, Menna R. Clatworthy, Edward T. Bullmore, Miles Herkenham
最終更新: 2024-08-31 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.30.610447
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.08.30.610447.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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