ミクログリア・マーカー

ミクログリアとは？

ミクログリアは、脳と脊髄に存在する特殊なマクロファージです。 グリア細胞の一種であり、CNS（中枢神経系）の主要な常在免疫細胞です。 常在性ミクログリアは、脳の自然免疫系の中心であり、免疫監視、貪食、恒常性の維持を行います。 ミクログリア機能には、損傷への対応、破片の除去、神経の発達と修復のサポートが含まれます。 主にM1（炎症促進性）およびM2（抗炎症性）に分類される異なる活性化表現型を示し、炎症および組織修復に関連します。

ミクログリアはまた、シナプス剪定や神経回路形成を含む脳の発達に重要な役割を果たし、健康な脳の成熟をサポートします。 ミクログリアは恒常性の維持と修復の促進に加えて、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患に関与し、その進行に寄与します。

ミクログリアとマクロファージは同じ細胞系統であることから、多くのマーカーが両細胞タイプで共通しています。 しかし、ミクログリアは胚性造血幹細胞から発生し、末梢免疫系細胞やCNSに浸潤する可能性のある他の骨髄細胞集団とは異なります。 常在ミクログリアと浸潤性骨髄細胞との区別は、多くの場合、CNS内のミクログリア細胞の特定に役立つTMEM119やP2RY12などの特定のマーカーを使用して行われます。 さらに、ミクログリアは、他のグリアおよび末梢免疫系細胞とは異なる、主要な常在脳免疫細胞です。

TMEM119

TMEM119は細胞表面タンパク質であり、マウスとヒトの両方のサンプルにおいて特異的なミクログリア・マーカーです。TMEM119は、ミクログリアの高度に特異的なマーカーと考えられている膜貫通タンパク質であり、他の免疫細胞と区別される。TMEM119はヒトCNS常在ミクログリアにおいて高度に発現されます。 分化クラスター（CD）システムの一部として、TMEM119は他のミクログリア・マーカーと共に使用され、これらの細胞を正確に特定し、特徴付けます。 このマーカーはマクロファージや他の免疫または神経細胞タイプでは発現しないため、他のミクログリア・マーカーと比べて大きなメリットがあります。 PU.1などの転写因子は、表面マーカーに加えてミクログリアの同一性を定義するためにも重要です。

図1. 免疫組織染色 (凍結切片) - Anti-TMEM119 antibody [28-3] - Microglial marker (ab209064)

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CD11bおよびCD45

CD11bとCD45の標識の組み合わせは、ミクログリアをマクロファージと区別するのに用いることができます。 これらのマーカーはまた、特に神経炎症中に、浸潤性免疫細胞、末梢マクロファージ、および単球由来マクロファージなどの他の骨髄細胞から常在ミクログリアを区別するために一般的に使用されます。

中枢神経系（CNS）では、静止型ミクログリアは一般的にCD11b^こんおよびCD45およびCD45^にとして同定され、マクロファージはCD11b^ちはとして同定されます。 血管周囲マクロファージおよび浸潤細胞は、これらのマーカー、ならびに浸潤細胞上に一意に発現されるCD44およびSiglec-Hなどの追加のマーカーを使用して、ミクログリアと区別することができます。 コロニー刺激因子1（CSF1）及びマクロファージコロニー刺激因子（M-CSF）は、ミクログリアおよびマクロファージの増殖及び活性化を調節する上で重要な役割を担っており、これらのマーカーの発現に影響を及ぼす可能性があります。

図2. （A) 多重免疫組織染色 - Anti-CD11b antibody [EPR1344] (ab133357) (B)免疫組織染色 (ホルマリンまたはPFA固定パラフィン包埋切片) - Anti-CD45 antibody [EP322Y] (ab40763)

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Iba1（イオン化カルシウム結合アダプター分子1）

イオン化カルシウム結合アダプター分子1（Iba1）は、活性化ミクログリアにおける膜ラッフリングおよび貪食に関与するミクログリアおよびマクロファージ特異的カルシウム結合タンパク質です。Iba1はミクログリア活性化中に発現が上昇し、ミクログリア細胞によるアポトーシス細胞のクリアランスにおいて重要な役割を果たす。Iba1はミクログリア活性化を研究し、活性化中にミクログリア細胞が受ける形態変化を観察するためのマーカーとして広く使用されています。Iba1は、反応型ミクログリアの特定およびミクログリア活性化の評価に特に有用です。 病的刺激に反応して発現が増加します。

ミクログリアの活性化は、炎症反応に寄与する活性酸素種（ROS）の産生増加と関連します。 げっ歯類ミクログリアタンパク質発現およびげっ歯類ミクログリア発現分子は、ヒトミクログリアのものとは異なっている可能性があることに留意することが重要です。しかし、Iba1は、マウス、げっ歯類、およびヒトの研究で一般的に使用され、種間比較を促進します。

図3. 免疫組織染色（ホルマリンまたはPFA固定パラフィン包埋切片） - Anti-Iba1 antibody [EPR16588] (ab178846)

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CX3CR1

CX3CR1は、CNSのミクログリアとマクロファージの表面に見られるフラクタルカイン受容体で、ニューロンによって分泌されるCX3CL1（フラクタルカイン）に反応します。CX3CR1は、細胞表面の糖タンパク質であり、神経炎症プロセス中にミクログリアの移動と接着を媒介する膜貫通タンパク質です。 さらに、CX3CR1はミクログリアやその他の免疫細胞の細胞内シグナル伝達パスウェイの活性化に関与し、恒常性破壊への反応に寄与します。 CX3CR1および他のミクログリア・マーカーの発現も、異なる脳領域にわたって変化する可能性があり、ミクログリア機能における局所的な不均一性を反映しています。

図4. 免疫組織染色（ホルマリンまたはPFA固定パラフィン包埋切片） - Anti-CX3CR1 antibody [EPR24267-2] (ab308613)

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F4/80

F4/80は、マクロファージや静止型ミクログリアの表面に存在する160 KDaの糖タンパク質です。 また、他の免疫細胞やグリア細胞によっても発現しますが、その発現パターンは、ミクログリアをCNSの他のグリア細胞タイプと区別するのに役立ちます。 神経炎症状態の間、疾患関連ミクログリアおよびミクログリア細胞の活性化は、恒常性状態から活性化状態への移行を反映して、F4/80発現の変化を示すことができます。

図5. マルチプレックス免疫組織染色 - Anti-F4/80 antibody [EPR26545-166] (ab300421)。

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CD68

CD68は、マクロファージおよび活性化ミクログリアによって高レベルで発現され、静止型ミクログリアによって低レベルで発現されるリソソームタンパク質です。 これは、研究と臨床試験の両方で活性化ミクログリアを特定するために使用される主要な活性化ミクログリアタンパク質マーカーの1つです。CD68+ミクログリアは、腫瘍壊死因子α（TNFα）やIL-1βなどの炎症性サイトカインの産生と関連していることが多いです。 これらのサイトカインは炎症反応に寄与し、神経炎症中の免疫細胞の増殖を促進することができます。

図6. マルチプレックス免疫組織染色 - Anti-CD68 antibody [EPR23917-164] (ab283654)。

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CD40

CD40は、抗原提示に必要な細胞表面分子で、活性化型のミクログリアやマクロファージに発現しています。 中枢神経系では、ミクログリアは、主要組織適合性複合体II（MHC II）およびCD80やCD86などの共刺激分子を発現し、他の免疫細胞を活性化し、免疫応答を調整することによって、抗原提示細胞として機能します。 ミクログリア抗原の提示は、特にアルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患や、ミクログリアの活性化や神経炎症が疾患進行に重要な役割を果たす筋萎縮性側索硬化症に関連します。

図7. フローサイトメトリー - Anti-CD40 antibody [EPR20735] (ab224639)

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参考文献