ALSの選択的神経細胞死に関わるGluR2サブユニットRNA編集異常の解析

• Project/Area Number: 15016030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 郭 伸 東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (40160981)
• Project Period (FY): 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥6,900,000 (Direct Cost: ¥6,900,000); Fiscal Year 2003: ¥6,900,000 (Direct Cost: ¥6,900,000)
• Keywords: グルタミン酸受容体 / 筋萎縮性側索硬化症 / 脊髄運動ニューロン / RNA編集 / GluR2 / AMPA受容体 / 神経伝達物質 / 神経細胞死

Research Abstract

ALSの脊髄前角ではグルタミン酸受容体サブタイプであるAMPA受容体のサブユニットGluR2 mRNAはQ/R部位が未編集のものが増加している。この分子変化はAMPA受容体のCa^<2+>透過性を亢進させ、動物脳で遅発性の脊髄運動ニューロン死を含む神経細胞死を引き起こす一次原因であることが知られており、かつALS以外の神経疾患にはみられない疾患特異的な変化であることから、本疾患の神経細胞死に直接関わっている可能性が高い。本研究では、ALSの運動ニューロシにおけるGluR2 Q/R部位の編集率が低下しているかどうかを明らかにするために、ALSの脊髄運動ニューロン以外のニューロン、ALS以外の神経変性疾患の変性ニューロンを含め正常対照ニューロンと比較し、疾患特異性、部位特異性の有無を検討することを目的とした。凍結保存ALS、正常対照、疾患対照として歯状核赤核ルイ体萎縮症(DRPLA)、多系統萎縮症(MSA)のヒト剖検脳組織より、脊髄運動ニューロン、プルキンエ細胞をレーザーミクロディセクターを用いて切り出し、GluR2の逆転写ポリメラーゼ鎖反応(RT-PCR)を行った。得られたPCR産物をQ/R部位を認識する制限酵素Bbv-1で処理し、その消化断片を定量解析し、RNA編集を受けた割合(編集率)を算出した。GluR2 Q/R部位の編集率は、ALS脊髄運動ニューロンでは、0-100%にばらついており、5例の平均値は、38-76%であったのに対し、5例の正常対照から得た運動ニューロシ76細胞全てで100%に保たれていた。プルキンエ細胞での検討では、正常対照、DRPLA、MSA、ALSとも98%以上に保たれていた。ALSの脊髄運動ニューロンにおけるRNA編集異常は、疾患特異的、部位選択的に生じていると考えられ、ALS病因に深く関わった分子変化である可能性が高く、治療戦略の標的になりうる。

Research Products

• [Publications] Kawahara Y, Kwak S, Sun H, Ito K, Hashida H, Aizawa H, Jeong S-Y, Kanazawa I: "Human spinal motoneurons express low relative abundance of GluR2 mRNA : An implication for excitotoxicity in ALS"J.Neurochem.. 85. 680-689 (2003)
• [Publications] Kawahara Y, Ito K, Sun H, Kanazawa I, Kwak S: "Low editing efficiency of GluR2 mRNA is associated with a low relative abundance of ADAR2 mRNA in white matter of normal human brain"Eur.J.Neurosci.. 18. 23-33 (2003)
• [Publications] 河原行郎, 郭 伸: "脳科学におけるRNA編集の重要性"Clinical Neuroscience. 22. 250-251 (2004)
• [Publications] Soma R, Nozaki D, Kwak S, Yamamoto Y: "l/f noise outperforms white noise in sensitizing baroreflex function in the human brain."Phys.Rev.Lett.. 91. 078101-1-078101-4 (2003)
• [Publications] Kawahara Y, Ito K, Sun H, Ito M, Kanazawa I, Kwak S: "Regulation of glutamate receptor RNA editing and ADAR mRNA expression in developing human normal and Down's syndrome brains."Dev.Brain Research. 148. 151-155 (2004)
• [Publications] Kawahara Y, Ito K, Sun H, Aizawa H, Kanazawa I, Kwak S: "RNA editing and death of motor neurons"Nature. 427. 801 (2004)
• [Publications] 鈴木岳之, 都筑馨介, 亀山仁彦, 郭 伸: "AMPA受容体の生理機能-受容体機能発現から疾患まで-"日薬埋誌. 122. 515-526 (2003)
• [Publications] 詫間浩, 郭 伸: "ビックリ病(hyperekplexia):グリシン受容体チャネロパチー"神経進歩. 47. 239-246 (2003)
• [Publications] 郭 伸, 山本義春: "確率共振による神経疾患の新しい治療戦略"治療. 86. 140-141 (2004)
• [Publications] Yamamoto Y, Soma R, Hidaka I, Nozaki D, Iso-o N, Kwak S: "Noise-induced sensitization of human brain: Toward the neurological application of stochastic resonance. In Unsolved Problems of Noise and Fluctuations"Ed.Bezrukov, SM, American Institute of Physics. 234-241 (2003)
• [Publications] Soma R, Kwak S, Yamamoto Y: "Functional stochastic resonance in human baroreflex induced by l/f-type noisy galvanic vestibular stimulation. In Fluctuations and Noise in Biological, Biophysical, and Biomedical Systems"Eds.Bezrukov SM, Frauenfelder H, Moss F, Proceedings of SPIE. 69-76 (2003)
• [Publications] 郭 伸: "ハンチントン病"総編集:山口徹, 北原光夫, 今日の治療指針2003年版、医学書院、東京. 1-1605 (2003)