ミクログリアはアストロサイトのVAMP2タンパク質の調節を介してグリオトランスミッションを調節している。

Microglia modulate gliotransmission through the regulation of VAMP2 proteins in astrocytes.

• Fuyuko Takata-Tsuji
• Naura Chounlamountri
• Le-Duy Do
• Camille Philippot
• Julia Novion Ducassou
• Yohann Couté
• Sarrah Ben Achour
• Jérôme Honnorat
• Christophe Place
• Olivier Pascual

抄録

小胞放出は、様々なシグナル伝達分子の放出機構の一つである。ニューロンでは、小胞放出に関与する分子機構は、神経伝達物質の高速かつ同期的な放出を誘発するように進化して設計されています。アストロサイトは、より遅い運動性とわずかに異なる分子集合体を持つ同様の機械が、アデノシン三リン酸（ATP）、グルタミン酸、D-セリンなどの様々な伝達物質を放出することを可能にします。アストロサイトは、グリオトランスミッター放出を介した神経伝達の重要な調節因子である。私たちは最近、別のグリアであるミクログリアがATPを放出し、アストロサイトを中間体としてシナプス伝達を調節していることを実証しました。今回、ミクログリアがアストロサイトのグリオトランスミッションをアストロサイトのSNAREタンパク質の調節を通して調節していることを報告した。実際に、ミクログリアを持たないトランスジェニックマウスのスライスでは、P2Y1アゴニストによって引き起こされるグリオトランスミッションが障害されていることを発見した。全内部反射蛍光イメージングを用いて、アストロサイトによるグリオトランスミッターの小胞放出は、ミクログリアがない培養では、ミクログリアを共培養したアストロサイトの小胞放出とは異なることを明らかにした。小胞放出の動態を定量化したところ、ミクログリアを培養したアストロサイトと比較して、膜に近いところに多くの小胞がある純粋なアストロサイト培養では、全体的な放出が速くなることが示されました。最後に、SNAREタンパク質発現の生化学的調査は、ミクログリアが存在しない場合のVAMP2のアップレギュレーションを示している。以上の結果から、ミクログリアが適切なグリオトランスミッションに適合するアストロサイト表現型の調節に関与していると考えられることが示された。本研究で述べられたメカニズムは、ミクログリアが活性化される中枢神経系疾患において重要である可能性がある。

Vesicular release is one of the release mechanisms of various signaling molecules. In neurons, the molecular machinery involved in vesicular release has been designed through evolution to trigger fast and synchronous release of neurotransmitters. Similar machinery with a slower kinetic and a slightly different molecular assembly allows astrocytes to release various transmitters such as adenosine triphosphate (ATP), glutamate, and D-serine. Astrocytes are important modulators of neurotransmission through gliotransmitter release. We recently demonstrated that microglia, another type of glia, release ATP to modulate synaptic transmission using astrocytes as intermediate. We now report that microglia regulate astrocytic gliotransmission through the regulation of SNARE proteins in astrocytes. Indeed, we found that gliotransmission triggered by P2Y1 agonist is impaired in slices from transgenic mice devoid of microglia. Using total internal reflection fluorescence imaging, we found that the vesicular release of gliotransmitter by astrocytes was different in cultures lacking microglia compared to vesicular release in astrocytes cocultured with microglia. Quantification of the kinetic of vesicular release indicates that the overall release appears to be faster in pure astrocyte cultures with more vesicles close to the membrane when compared to astrocytes cocultured with microglia. Finally, biochemical investigation of SNARE protein expression indicates an upregulation of VAMP2 in absence of microglia. Altogether, these results indicate that microglia seems to be involved in the regulation of an astrocytic phenotype compatible with proper gliotransmission. The mechanisms described in this study could be of importance for central nervous system diseases where microglia are activated.

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