Perforinはマウス脊髄損傷モデルでの再生に影響を与える

Perforin affects regeneration in a mouse spinal cord injury model.

• Igor Jakovcevski
• Melitta Schachner

抄録

:脊髄損傷における免疫応答の役割を研究するために、私たちは以前、組み換え活性化遺伝子2（Rag2）欠損マウスにおける機能的なTリンパ球およびBリンパ球の遺伝子欠失の影響を調査しました。今回は、免疫系のもう一つの定義された、より制限された構成要素を解明するために、主にナチュラルキラーリンパ球と細胞傷害性リンパ球によって発現するタンパク質分解活性を持つ酵素であるパーフォリンを欠損したマウスの解析を行った。ペルフォリン欠損マウス（Pfp-/-）と野生型の対照マウスを対象に、傷害後6週間までの胸部脊髄下部圧迫損傷後の運動成績を測定したところ、Bassoマウススケールスコアとシングルフレーム運動解析の両方で、Pfp-/-マウスの運動回復は野生型の対照マウスと同様の結果が得られた。興味深いことに、受傷後6週間後の細胞型を免疫組織化学的に解析したところ、Pfp-/-マウスでは、損傷部位の後方にある脊髄運動ニューロンと損傷部位の神経フィラメント陽性構造のコリン作動性再保存が亢進していたが、ミクログリア/マクロファージとアストロサイトの数は対照群と比較して減少していた。以上のことから、ペルフォリンの欠損は、傷害後の運動機能に変化はないが、傷害部位の軸索数、コリン作動性シナプス、アストロサイト、ミクログリア/マクロファージの数など、様々な細胞機能に有益な影響を与えることが示唆された。また、PerforinとRag2の二重欠損マウスでは、PerforinがRag2の運動機能に寄与することが確認され、Rag2-/-マウスやPfp-/-マウスよりも回復が良好であったことから、脊髄損傷においてナチュラルキラー細胞がT細胞やB細胞と協調することが示唆された。

: To study the role of the immune response in spinal cord injury we previously investigated the effects of genetic deletion of functional T- and B-lymphocytes in recombination activating gene 2 (Rag2)-deficient mice. To dissect out another defined and more restricted component of the immune system we now analyzed mice deficient in perforin, an enzyme with proteolytic activity expressed mainly by natural killer and cytotoxic lymphocytes. : Locomotor outcomes in perforin-deficient (Pfp-/-) mice and wild-type littermate controls were measured after severe compression injury of the lower thoracic spinal cord up to six weeks after injury. : According to both the Basso mouse scale score and single frame motion analysis, motor recovery of Pfp-/- mice was similar to wild-type controls. Interestingly, immunohistochemical analysis of cell types at six weeks after injury showed enhanced cholinergic reinnervation of spinal motor neurons caudal to the lesion site and neurofilament-positive structures at the injury site in Pfp-/- mice, whereas numbers of microglia/macrophages and astrocytes were decreased compared with controls. : We conclude that, although loss of perforin does not change the locomotor outcome after injury, it beneficially affects diverse cellular features, such as number of axons, cholinergic synapses, astrocytes and microglia/macrophages at or caudal to the lesion site. Perforin's ability to contribute to Rag2's influence on locomotion was observed in mice doubly deficient in perforin and Rag2 which recovered better than Rag2-/- or Pfp-/- mice, suggesting that natural killer cells can cooperate with T- and B-cells in spinal cord injury.