新生児呼吸器感染症が脳幹に神経炎症を引き起こす

2024-07-31 Wed
新生児の呼吸器感染が脳幹の神経炎症を引き起こす研究背景紹介呼吸器感染は、新生児において最も一般的な病気であり、発病の原因の一つです。急性期には、感染により広範囲の周辺の炎症が起こることが知られています。しかし、そのような炎症が呼吸を制御する脳の重要な中枢にどのような影響を与えるかについては、十分に研究されていません。本研究では、詳しく解説されたモデルを用いて、新生児の呼吸器感染が延髄（medulla oblongata）に与える急性反応について検証しました。延髄には、重要な呼吸領域が含まれています。
論文出典紹介この論文は、Kateleen E Hedley, Henry M Gomez, Eda Kecelioglu, Olivia R Carroll, Phillip Jobling, Jay C Horvat, および Melissa A Tadrosらによって執筆されました。著者は、オーストラリアのニューキャッスル大学のBiomedical Sciences & Pharmacy学部およびHunter Medical Research Instituteに所属しています。論文は2024年のJournal of Neuroinflammation誌に掲載されました。
研究の詳細な流れ研究モデルとサンプル処理新生マウスモデル処理：新生マウスモデルを用いて、新生児の呼吸器感染が延髄に与える影響を研究しました。出生24時間以内に、BALB/cマウスに鼻内へChlamydia muridarum（CMU）またはプラセボ（SPG）を注射しました。出生後15日目（P15）に組織サンプルを収集しました。これが周辺炎症がピークに達する時点です。
サンプル分類：4つのグループに分けました：女性SPGグループ（FSPG）、女性CMUグループ（FCMU）、男性SPGグループ（MSPG）、男性CMUグループ（MCMU）。それぞれ7〜8サンプル、合計55匹のマウスが実験に使用され、13匹の母マウスから得られました。
組織処理とRNA抽出：肺と延髄からRNAを抽出し、RT-qPCR分析をして感染と炎症のバイオマーカーの発現を確認しました。延髄からのRNA抽出にはRNeasy® Mini Kit（QIAGEN）を使用し、肺組織からのRNA抽出には標準プロトコルを使用しました。
分析技術と実験方法RT-qPCR：RT-qPCRを用いて、各グループの炎症バイオマーカーの発現を比較しました。主に検査された遺伝子には：CXCL9, CXCL10, IL-13, KCNN4, BDNF, TGFβ, PTGS2, STAT6などが含まれています。全てのqPCRプライマーは、厳格に設計され検証されており、実験の信頼性を保証しています。
免疫蛍光標識：IBA1とGFAPを用いて延髄の神経グリア細胞を標識し、微小グリア細胞と星状グリア細胞の変化を観察しました。Olympus BX50顕微鏡とDP72カメラを使用して画像を取得し、ImageJソフトウェアを用いて蛍光の強度と面積のパーセンテージの定量的分析を行いました。
研究結果周辺反応体重変化：感染したCMUマウスでは、実験の6日目から15日目まで、体重増加率が著しく低下しました。これは感染によって健康状態が悪化することと一致しています。
肺の炎症バイオマーカー：15日目に測定された肺組織で、16Sの発現が明らかに見られました。これは、全ての感染グループのマウスが成功裏に感染していることを示しています。さらなる分析により、CXCL9, NLRP3, TNFα, IL-1βが感染したマウスの肺で顕著に上昇していることが明らかになり、周辺炎症反応が顕著であり、性別差は観察されませんでした。
延髄の炎症反応女性マウスの炎症反応：
CXCL9とCXCL10：FCMUグループで顕著に上昇しました。これらのサイトカインは、免疫細胞の移動と活性化に役立ち、感染の拡散を抑える助けになります。
BDNFとIL-13：女性の感染グループで顕著に上昇しました。BDNFは主に脳の発達と神経保護に関与し、IL-13には抗炎症作用があります。
KCNN4：顕著に上昇しましたが、神経炎症反応における負の影響を持っていると考えられていますが、その具体的な影響についてはさらに研究する必要があります。
男性マウスの炎症反応：
PTGS2とSTAT6：MCMUグループで顕著に低下しました。これは男性マウスの炎症反応がより抑制されており、これがより悪い長期的な健康結果を引き起こす可能性があることを示しています。
微小グリア細胞と星状グリア細胞の反応NTSとDMXの変化：
微小グリア細胞の数と形態は、女性と男性のマウスで顕著な差異を示しました。女性ではDMXにおける細胞数とMFIが減少し、微小グリア細胞はより強い抗炎症反応を示しています。一方、男性ではDMXにおける細胞数とMFIが増加し、より強い炎症反応を示しています。
星状グリア細胞はNTSにおいて面積のパーセンテージが増加しましたが、DMXでは顕著な変化はありませんでした。
結論本研究では、新生児の呼吸器感染が延髄の呼吸中枢に与える急性影響を初めて体系的に調べました。炎症反応において性別が顕著な影響を与えていることが明らかになりました。女性マウスはより強い神経保護性の炎症反応を示す一方、男性マウスの炎症反応はより抑制されていました。これらの発見は、重要な発育期において、呼吸器感染が神経中枢に長期的な影響を与え、永続的な呼吸系機能障害を引き起こす可能性があることを強調しています。この研究は、特に新生児の呼吸器感染に対する性別特有の治療戦略において、今後の臨床介入の重要な根拠を提供します。
研究の意味この研究は、新生児の呼吸器感染が中枢神経系に与える影響、特に延髄の呼吸中枢における性別特有の反応についての理解を大きく深めました。研究結果は、新生児の肺炎に関連する長期的な健康問題の潜在的な解明につなが