世界初 環境中のナノ粒子から脳を守る「防御システム」を解明 ~微小粒子が引き起こす脳の神経毒性に対する保護メカニズムをマウスで発見~

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2025-07-17 国立精神・神経医療研究センター

国立精神・神経医療研究センターと東京大学の研究チームは、大気中PM2.5に含まれるナノ粒子が脳に侵入した際、脳の血管、アストロサイト、マイクログリアが連携して処理する「防御システム」をマウスで世界初発見。血管細胞が放出するCCL17をアストロサイトが感知し、補体C3を分泌。C3がナノ粒子に付着して目印となり、マイクログリアがこれを貪食。防御機能が働かないと神経細胞死や不安行動が悪化。成果は2025年7月14日「Journal of Neuroinflammation」に掲載。

世界初 環境中のナノ粒子から脳を守る「防御システム」を解明 ~微小粒子が引き起こす脳の神経毒性に対する保護メカニズムをマウスで発見~
図1:本研究の概要:脳を守る細胞間の連携システムを発見。

<関連情報>

グリア-血管ユニットにおけるケモカイン相補カスケードが、非生物学的ナノ粒子からニューロンを保護する Chemokine–complement cascade in glial–vascular units protects neurons from non-biogenic nanoparticles

Ari Ogaki,Shinichi Kinoshita,Yuji Ikegaya & Ryuta Koyama
Journal of Neuroinflammation  Published:14 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1186/s12974-025-03475-7

Abstract

Non-biogenic nanoparticles (NPs), including silica and polystyrene, are major components of environmental particulate pollution and can accumulate in the brain, especially during development when the blood-brain barrier is immature, leading to neurotoxicity. However, protective responses within the brain to these NPs remain poorly understood. Here, using a developing mouse model, we show that microglia phagocytose non-biogenic NPs through a complement-dependent mechanism involving C3 tagging. This process is regulated by a chemokine cascade in which vascular endothelial cells release CCL17, activating CCR4 on perivascular astrocytes to promote astrocytic C3 production. Inhibition of CCR4 signaling suppresses C3 production, impairs microglial phagocytosis, increases neuronal loss, and exacerbates anxiety-like behaviors. Our data establish a protective role for the vascular–glial chemokine–complement axis in limiting neurotoxicity during brain development. These findings reveal a coordinated immune response to non-biogenic environmental NPs and uncover a vascular–glial mechanism that mitigates NP-induced brain injury.

医療・健康
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