In vivoにおけるchoreinとオートファジーの関わり

• Project/Area Number: 21K15746
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52030:Psychiatry-related
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 佐々木 なつき 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (30755252)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: chorein / オートファジー / 有棘赤血球舞踏病 / VPS13A

Outline of Research at the Start

有棘赤血球舞踏病（ChAc）は多彩な精神症状を頻度高く生じる稀な遺伝性神経変性疾患である。ChAcの分子病態は病因遺伝子VPS13Aの遺伝子産物であるchoreinの機能喪失が関連している。ChAcモデルマウスと野生型マウスの脳を用いて、オートファジー機構とchoreinの関係について明らかにし、中枢神経系におけるchoreinの分子機構と、その破綻による多彩な精神症状を呈する分子病態への関与を明らかにしたい。

Outline of Annual Research Achievements

申請者らは有棘赤血球舞踏病（ChAc）の病因遺伝子産物であるchoreinの機能解析を進めており、これまでにchoreinを強制発現させた細胞ではchoreinがα-tubulinとヒストン脱アセチル化酵素（HDAC6）と相互作用し、オートファジーを促進して飢餓誘発性細胞死に対して抑制的に働くことを報告した。今回申請者は、ChAcモデルマウス脳と野生型マウス脳を比較することにより神経系におけるオートファジー機構とchoreinの関係を明らかにし、他の精神疾患の病態解明への足掛かりにしたいと考えている。
野生型マウスとChAcモデルマウスの脳組織において、LC3やp62/SQSTM1などのオートファジー関連タンパク質の発現を確認している。ChAc患者において変性が起きているとされているstriatumやhippocampusなど部位別の検討もしている。また、これまでにchoreinと相互作用すると判明しているα-tubulinに関しても発現の確認をしている。現時点では有意な結果が得られていないが、野生型マウス脳線条体におけるchoreinの発現は加齢によって増加することを予備的に発見しており、老化によりできた異常タンパク質のクリアランスにchoreinが関与するオートファジー機構の存在が示唆されているため、今後月齢の進んだマウスで比較検討予定である。
野生型マウスとChAcモデルマウスの脳組織における免疫組織学的評価のためにchoreinやオートファゴソーム形成のマーカーであるLC3やLAMP2などの免疫蛍光染色の条件設定を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

現在野生型マウスとChAcモデルマウスの脳組織においてオートファジー関連タンパク質の発現に有意な差が得られていない。今後月齢が進んだマウスでの比較を検討している。また、現時点で脳組織におけるchoreinと相互作用するタンパク質の同定にいたっておらずやや計画に比して遅れを生じている。なお、動物実験室の改築に伴い、令和３年度に仮施設への移転があり、マウス繁殖などに制限があったことも影響している。

Strategy for Future Research Activity

オートファジー関連タンパク質やchoreinと相互作用するタンパク質の加齢による変化を解析していく。また、絶食により飢餓誘発し、野生型マウスとChAcモデルマウスの生存率の比較やタンパク質の発現の差の比較検討を行う。脳組織の免疫蛍光染色の固定方法など条件設定を検討し、最適化された条件で研究を遂行する。