中枢神経系のミクログリアを研究するための新しいHexbベースのツール

Novel Hexb-based tools for studying microglia in the CNS.

• Takahiro Masuda
• Lukas Amann
• Roman Sankowski
• Ori Staszewski
• Maximilian Lenz
• Paolo D Errico
• Nicolas Snaidero
• Marta Joana Costa Jordão
• Chotima Böttcher
• Katrin Kierdorf
• Steffen Jung
• Josef Priller
• Thomas Misgeld
• Andreas Vlachos
• Melanie Meyer Luehmann
• Klaus-Peter Knobeloch
• Marco Prinz

抄録

ミクログリアと血管周囲マクロファージや髄膜マクロファージなどの中枢神経系(CNS)関連マクロファージ(CAM)は、CNSのほぼすべての疾患に関与しています。しかし、これらの細胞型特異的な役割についてはほとんど知られておらず、また、発生学的に密接に関連するミクログリアとCAMとの機能的な識別を可能にする適切なツールがないために、ほとんど知られていない。新しいミクログリア遺伝子ターゲティングモデルを開発するために、我々はまず、大規模並列単細胞解析を適用して、恒常性と疾患時のミクログリアとCAMのシグナルを比較し、ヘキソサミニダーゼサブユニットベータ（Hexb）が安定的に発現するミクログリアコア遺伝子であることを同定した。次に、Hexbマウスを作製し、生体内でのミクログリアの挙動を安定的にモニターした。最後に、Hexb 遺伝子座を用いて、タモキシフェン誘導性 Cre 媒介遺伝子の操作を行い、ミクログリアの運命マッピングを行いましたが、CAM の運命マッピングは行いませんでした。以上のことから、我々は中枢神経系におけるミクログリアの機能を特異的に研究するための貴重な新しい遺伝学的ツールを提供することができた。

Microglia and central nervous system (CNS)-associated macrophages (CAMs), such as perivascular and meningeal macrophages, are implicated in virtually all diseases of the CNS. However, little is known about their cell-type-specific roles in the absence of suitable tools that would allow for functional discrimination between the ontogenetically closely related microglia and CAMs. To develop a new microglia gene targeting model, we first applied massively parallel single-cell analyses to compare microglia and CAM signatures during homeostasis and disease and identified hexosaminidase subunit beta (Hexb) as a stably expressed microglia core gene, whereas other microglia core genes were substantially downregulated during pathologies. Next, we generated Hexb mice to stably monitor microglia behavior in vivo. Finally, the Hexb locus was employed for tamoxifen-inducible Cre-mediated gene manipulation in microglia and for fate mapping of microglia but not CAMs. In sum, we provide valuable new genetic tools to specifically study microglia functions in the CNS.