星野 歩子 Ayuko HOSHINO

エクソソーム、自閉スペクトラム症、妊娠合併症、癌、転移、疾患生物学、臓器連関

私たちの研究は、「老化」や「慢性的な炎症」によって体の中で何が起き、特に脳の環境がどのように変化していくのかを、エクソソームという細胞間コミュニケーションの担い手に注目して明らかにすることを目的としています。
エクソソームは、細胞から放出される非常に小さな粒子で、タンパク質やmiRNAなどの情報分子を含み、血液や脳を含む全身を巡ります。近年、老化細胞や炎症細胞から放出されるエクソソームが、他の細胞の性質や働きを変えることが分かってきましたが、どのような情報を運び、どの細胞に取り込まれ、どのような変化を引き起こすのかについては、まだ十分に理解されていません。本研究では、脳内のグリア細胞を中心にしつつ、脳以外の臓器や炎症に関わる免疫細胞も含めて、老化・炎症に関連するエクソソームの「正体」「行き先」「影響」を体系的に解明し、脳内セノインフラメーションの理解と介入法の創出につなげます。

テーマ1：老化・炎症細胞由来エクソソームの特徴解明

老化や炎症の状態にある細胞は、通常とは異なる性質のエクソソームを放出すると考えられます。本テーマでは、血液中を循環するエクソソームに加え、脳や免疫細胞、その他の末梢臓器から産生されるエクソソームについて、

・大きさや数
・含まれるタンパク質の種類
・miRNAと呼ばれる遺伝子発現制御分子

といった観点から詳細に解析します。これにより、老化や炎症に特有のエクソソームの“指紋（シグネチャー）”を明らかにし、どの臓器・どの細胞が変化の中心となっているのかを特定します。特に脳では、見た目の変化だけでなく、エクソソームの中身の違いに注目することで、脳特有の老化・炎症の情報伝達機構を捉えます。

テーマ2：老化・炎症関連エクソソームを取り込む細胞の変化

老化・炎症関連エクソソームが影響を及ぼすためには、まず特定の細胞に取り込まれる必要があります。本テーマでは、エクソソームを受け取った細胞側に何が起きるのかを詳しく調べます。
特に脳内では、柏木有太郎博士を中心に、神経細胞を支え、免疫機能も担うグリア細胞（アストロサイト、ミクログリアなど）に注目し、以下の点を明らかにします。

・どの種類の細胞が老化・炎症関連エクソソームを取り込みやすいのか
・取り込み後に遺伝子発現がどのように変化するのか
・細胞の形や相互作用がどのように変わるのか

超解像顕微鏡による微細構造解析と遺伝子発現解析を組み合わせ、脳内セノインフラメーションがどのように進行するのかを細胞レベルで理解します。

さらに、この解析は脳にとどまらず、免疫細胞や他の臓器の細胞にも広げ、老化・炎症関連エクソソームが全身でどのように作用するのかを包括的に捉えます。エクソソームを取り込む際の「鍵」となる分子を同定することで、将来的な介入法の開発につなげます。

テーマ3：老化・炎症状態にあるグリア細胞が放出するエクソソームの解析

本テーマでは、脳内セノインフラメーションの「発信源」としてのグリア細胞に焦点を当てます。グリア細胞は、神経細胞を支えるだけでなく、脳内の免疫や炎症反応を担う重要な細胞であり、老化や慢性的な炎症の影響を強く受けることが知られています。
老化あるいは炎症状態にあるグリア細胞は、通常とは異なる性質のエクソソームを放出すると考えられます。本研究では、老化マウスと若齢マウスの脳から得られるエクソソームを比較するとともに、培養したグリア細胞を用いて、老化・炎症状態を反映したエクソソームの特徴を詳細に解析します。
具体的には、アストロサイト、ミクログリア、オリゴデンドロサイト、といった複数のグリア細胞種に着目し、それぞれが放出するエクソソームについて、大きさや数、含まれるタンパク質やmiRNAの違いを調べます。これにより、老化・炎症状態に特有の「グリア由来エクソソームのシグネチャー」を明らかにします。
さらに、これらのグリア細胞由来エクソソームが、周囲の神経細胞や他のグリア細胞、さらには脳外の細胞に取り込まれた際に、脳内環境や細胞の性質にどのような影響を与えうるのかを解析します。発信源としてのグリア細胞と、情報の受け手となる細胞との相互作用を明らかにすることで、脳内セノインフラメーションがどのように維持・増幅されるのか、その仕組みの理解を目指します。

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