Elucidation of the pathogenesis and development of the treatment strategy of ALS/FTLD focusing on the local translation in neuronal axons
| Project/Area Number |
21H02841
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
長野 清一 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座教授 (40362727)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永井 義隆 近畿大学, 医学部, 教授 (60335354)
池中 建介 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70774058)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
|
|---|
| Keywords | 筋萎縮性側索硬化症 / 前頭側頭葉変性症 / 神経軸索 / 局所翻訳 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
ALS、FTLDではRNA結合蛋白質TDP-43の細胞内沈着を認める。我々はTDP-43による神経軸索へのmRNA輸送標的としてリボソーム蛋白質（RP）mRNAを同定し、ALS/FTLDではRP mRNA軸索輸送の障害による軸索局所でのリボソームの翻訳機能の低下が病態に関与することを示した。本研究ではTDP-43以外のALS/FTLD原因遺伝子C9orf72、FUSの変異も同様に局所翻訳機能の低下により発症に関わると考え、神経細胞・ハエ・線虫モデルを用いて局所翻訳機能障害とそれにより神経変性に関与するmRNAの検証を行う。さらに同モデルにより翻訳促進遺伝子や薬剤の神経変性抑制効果を解析する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では筋萎縮性側索硬化症（ALS）および前頭側頭葉変性症（FTLD）における神経変性現象の共通誘因として神経細胞内、特に軸索での蛋白質翻訳機能の破綻が関与しているか、この局所翻訳機能の異常により軸索で翻訳が障害されて神経変性を誘発するmRNAは何かにつき、各ALS/FTLD原因遺伝子変異を導入した培養神経・動物モデルを用いて検証する。本年度は以下の研究を行った。
①ALS/FTLD原因遺伝子変異による局所翻訳機能障害、神経変性の解析 微小流体チャンバー、多孔性挿入式チャンバーを用いたマウス胎児神経細胞の区画培養系でレンチウイルスベクターによりTDP-43、FUSそれぞれの野生型および変異型を過剰発現、あるいはshRNAにより発現低下させた。各条件の軸索分画を用いて解析を行い、変異型TDP-43、FUSの過剰発現もしくはTDP-43、FUSの発現低下により、リボソーム蛋白質mRNAが軸索で減少すること、軸索での局所蛋白質翻訳機能が低下すること、神経変性が増加することを明らかにした。
②局所翻訳機能障害により神経変性を生じる生存必須mRNAの同定 多孔性挿入式チャンバーを用いたマウス胎児神経細胞の区画培養系でshRNA発現レンチウイルスベクターによりTDP-43、FUSそれぞれの発現を低下させた。各条件の軸索分画を用いて翻訳活性の高いmRNAの抽出、同定を試みているが、解析に十分な量の試料が得られておらず、今後さらに条件検討が必要である。
③ALS/FTLD原因遺伝子による神経変性の翻訳機能是正による抑制効果の解析 ①と同様にしてshRNA発現レンチウイルスベクターによりTDP-43、FUSそれぞれの発現を低下させたマウス胎児神経細胞の区画培養系を用い、リボソーム蛋白質の発現上昇により神経変性が抑制されることを明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
局所翻訳機能障害により神経変性を生じる生存必須mRNAを同定するため、多孔性挿入式チャンバーを用いてshRNA発現レンチウイルスベクターによりTDP-43、FUSそれぞれの発現を低下させたマウス胎児神経細胞の区画培養を行い、各条件の軸索分画を用いて翻訳活性の高いmRNAの抽出、同定を試みているが、回収できる軸索分画の量が少ないために解析に十分な量の試料が得られておらず、今後さらに条件検討が必要である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
①ALS/FTLD原因遺伝子変異による局所翻訳機能障害、神経変性の解析、および③ALS/FTLD原因遺伝子による神経変性の翻訳機能是正による抑制効果の解析については、計画通り研究を進めるとともに、②局所翻訳機能障害により神経変性を生じる生存必須mRNAの同定については、培養細胞数を増やす、使用する検体数を増やすなどにより試料量の確保を行った上で、目標とするmRNAの同定ができるよう対策を講じていく。
|
Report
(1 results)
Research Products
(12 results)
-
-
[Journal Article] Sustained therapeutic benefits by transient reduction of TDP-43 using ENA-modified antisense oligonucleotides in ALS/FTD mice.2023
Author(s)
Takeuchi T., Maeta K., Xin D., Oe Y., Takeda A., Inoue M., Nagano S., Fujihara T., Matsuda S., Ishigaki S., Sahashi K., Minakawa E.N., Mochizuki H., Neya M., Sobue G., *Nagai Y.
-
Journal Title
Mol. Ther. Nucleic Acids
Volume: 31
Pages: 353-366
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] An Exploratory Trial of EPI-589 in Amyotrophic Lateral Sclerosis (EPIC-ALS): Protocol for a Multicenter, Open-Labeled, 24-Week, Single-Group Study.2023
Author(s)
Haji S, Fujita K, Oki R, Osaki Y, Miyamoto R, Morino H, Nagano S, Atsuta N, Kanazawa Y, Matsumoto Y, Arisawa A, Kawai H, Sato Y, Sakaguchi S, Yagi K, Hamatani T, Kagimura T, Yanagawa H, Mochizuki H, Doyu M, Sobue G, Harada M, Izumi Y.
-
Journal Title
JMIR Res Protoc.
Volume: 12
Pages: e42032-e42032
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
[Journal Article] Serum asymmetric dimethylarginine level correlates with the progression and prognosis of amyotrophic lateral sclerosis.2022
Author(s)
Ikenaka K, Maeda Y, Hotta Y, Nagano S, Yamada S, Ito D, Torii R, Kakuda K, Tatebe H, Atsuta N, Aguirre C, Kimura Y, Baba K, Tokuda T, Katsuno M, Kimura K, Sobue G, Mochizuki H.
-
Journal Title
Eur J Neurol.
Volume: 29（5）
Issue: 5
Pages: 1410-1416
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
