低酸素誘発スプライシング異常制御による孤発性アルツハイマー病治療法の開発

• Project/Area Number: 14704072
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 片山 泰一 阪大, 医学(系)研究科(研究院), 助手 (80333459)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥29,120,000 (Direct Cost: ¥22,400,000、Indirect Cost: ¥6,720,000); Fiscal Year 2004: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000); Fiscal Year 2003: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000); Fiscal Year 2002: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
• Keywords: アルツハイマー病 / スプライシング / プレセニリン2 / HNGA1a / 低酸素 / エクソン5 / 金属 / HMGA1a

Research Abstract

昨年度見つけ出した因子HMGA1aは孤発性アルツハイマー病(SAD)脳に特異的に観察されるプレセニリン2(PS2)スプライシング変種を産生させる原因となる因子で、PS2 pre-mRNA上の特徴的な配列に特異的に結合しており、低酸素刺激により核内での発現上昇(speckleへの蓄積)およびPS2 pre-mRNA結合能上昇、さらに、強制発現によって低酸素負荷を与えなくてもPS2Vを産生することを確認したので15年度はHMGA1aとPS2 pre-mRNAとの特異的な結合を制御することによってSADにおける細胞死を制御できるか否か検討した。また、HMGA1aが低酸素以外の酸化的刺激で誘導されPS2V産生に結びつく可能性を考え、アルミニウムを初めとする金属負荷によるPS2V産生についても検討を行った。その結果、HMGA1aが好んで結合するPS2 Pre-mRNA上の特徴的な配列をオリゴRNAによって作成し、低酸素前に細胞に導入しておくと低酸素負荷後のPS2V産生がオリゴRNAの導入量依存的に抑制できた。またその際、ツニカマイシン刺激のような小胞体ストレスによる脆弱性を回避することが可能だった。また、鉄、銅、アルミニウム、など金属による前処置により低酸素負荷時間を短縮してPS2Vの産生を観察することが出来た。さらに、細胞毒性を全く示さないようなアルミニウム濃度で長期間飼育していた細胞に低酸素負荷を施すと本来PS2V誘導に費やしていた10時間を僅か30分間で誘導出来ることが分かった。これらの結果はJournal of Neurochemistryはじめ各種雑誌に掲載予定である。

Research Products

• [Publications] Oono K, Yoneda T, Miyata S, Manabe T, Yamagishi S, Matsuda S, Hitomi J, Imaizumi K, Katayama T, Tohyama M.: "JAB1 participates in unfolded protein responses by association and dissociation with IRE1"Neurochemistry International. (in press). (2004)
• [Publications] Hitomi J, Katayama T, Taniguchi M, Honda A, Imaizumi K, Tohyama M.: "Apoptosis induced by endoplasmic reticulum stress depends on activation of caspase-3 via caspase-12"Neuroscience Letter. (in press). (2004)
• [Publications] Onuki R, Bando Y, Suyama E, Katayama T, Kawasaki H, Sugiyama Y, Baba T, Tohyama M, Taira K.: "An RNA-dependent protein kinase is involved in tunicamycin-induced apoptosis and Alzheimer's disease"EMBO Journal. (in press). (2004)
• [Publications] Matsuzaki S, Manabe T, Katayama T, Nishikawa A, Yanagita T, Okuda H, Yasuda Y, Miyata S, Meshitsuka S, Tohyama M.: "Metals accelerate production of the aberrant splicing isoform of the Presenilin-2"Journal of Neurochemistry. (in press). (2004)
• [Publications] Honda A, Miyoshi K, Baba K, Taniguchi M, Koyama Y, Kuroda S, Katayama T, Tohyama M.: "Expression of fasciculation and elongation protein zeta-1 (FEZ1) in the developing rat brain"Brain Research Molecular Brain Research. (in press). (2004)
• [Publications] Bando Y, Katayama T, Tamatani M, Kasai K, Taniguchi M, Tohyama M.: "GRP94 (94kDa) Glucose-Regulated Protein) protects from ischemic neuronal cell death against ischemia/reperfusion injury."European Journal of Neuroscience. 18. 1-13 (2003)
• [Publications] Miyoshi K, Honda A, Baba K, Taniguchi M, Oono K, Fujita T, Kuroda S, Katayama T, Tohyama M.: "Disrupted-In-Schizophrenia 1,a candidate gene for schizophrenia, participates in neurite outgrowth."Molecular Psychiatry. 8(7). 684-695 (2003)
• [Publications] Katayama T, Imaizumi K, Yoneda T, Taniguchi M, Honda A, Manabe T, Hitomi J, Oono K, Baba K, Matsuzaki S, Takatsuji K, Tohyama M.: "Role of ARF4L in Recycling between Endosomes and the Plasma Membrane"Cellular and Molecular Neuroscience. (In press). (2003)
• [Publications] Manabe T, Katayama T, Imaizumi K, Sato N, Gomi F, Hitomi H, Yanagita T, Kudo T, Honda A, Mori Y, Matsuzaki S, Mayeda A, Tohyama M.: "Induced HMGA1a expression causes aberrant splicing of Presenilin-2 pre-mRNA in sporadic Alzheimer's disease"Cell Death and Differentiation. (In press). (2003)
• [Publications] Yasuda Y, Katayama T, Imaizumi K, Yatera M, Tohyama M, Kudo T, Takeda M.: "Familial Alzheimer's Disease linked Presenilin-1 mutants impede translation regulation under endoplasmic reticulum stress"Biochemical and Biophysical Research Communication. 296(2). 313-318 (2002)
• [Publications] Manabe T, Katayama T, Sato N, Kudo T, Matsuzaki S, Imaizumi K, Tohyama M.: "The cytosolic inclusion bodies that consist of splice variants that lack exon 5 of the presenilin-2 gene differ obviously from Hirano bodies observed in the brain from sporadic cases of Alzheimer's disease patients"Neuroscience Letter. 328(2). 198-200 (2002)
• [Publications] Kudo T, Katayama T, Imaizumi K, Yasuda Y, Yatera M, Okochi M, Tohyama M, Takeda M.: "The Unfolded Protein Response Is Involved in the Pathology of Alzheimer's Disease"Annals of the New York Academy of Sciences. 977. 349-355 (2002)