The clarification of pathomechanism and the establishment of treatment for repeat expansion-associated amyotrophic lateral sclerosis
| Project/Area Number |
22K07510
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
平野 牧人 近畿大学, 医学部, 教授 (50347548)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹原 俊幸 近畿大学, 大学病院, 助教 (60580561)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 核酸治療薬 / 筋萎縮性側索硬化症 / リピート病 / 病態解明 / 治療法開発 |
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| Outline of Research at the Start |
筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、筋肉が萎縮する予後不良の神経難病である。根治療法確立のためには原因探索が重要である。私たちは、先行研究として様々なnon-coding RNA反復配列に関連する遺伝子を解析し、脊髄小脳萎縮症８型（SCA8）原因遺伝子の反復配列延長が孤発性ALSの約３％に認められることを発見し、報告した(Neurol Genet 2018;4:e252)。本研究では反復配列に関連するALSの病理組織の解析と遺伝子発現プロファイルの同定、患者iPS細胞由来の運動ニューロンを用いて、TDP43病理と関連するRNA・蛋白代謝異常の関連を明らかにし、治療薬開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、筋萎縮性側索硬化症(ALS)に関連する、SCA8の原因遺伝子ATXN8OS/ATXN8、SCA2の原因遺伝子ATXN2、未発表の遺伝子Xの反復配列を有するALS患者由来の運動ニューロン(iMN)モデルを確立して、病理組織での確認を行いつつ、治療法開発を行う。１．病理的にALSと確認されている患者の遺伝子発現プロファイル：本年度は、SCA8原因遺伝子異常例のiMNで網羅的に、alternative splicingの変化が生じるかを正常iMNと比較してマイクロアレイ(ClariomD)にて検索した。その結果、ALSの原因になりうるDynactin-1のスプライス異常が疑われた。特異的プライマーを用いたRT-PCRでは、残念ながら明らかな異常は検出できなかった。一方、ALSに関連する遺伝子Yの発現は亢進していた。2. iMNの染色とRAN翻訳確認：SCA8遺伝子異常陽性剖検小脳では、異常なRNA凝集(RNA foci)が生じる。SCA8の患者iMNに、蛍光標識したリピートのプローブを用いて、RNA fociを検出を試みた。この結果、RNA fociが細胞質に検出された。RAN翻訳として病的意義が知られている抗ポリグルタミン特異的抗体1C2で、免疫染色を行う。また、その他のポリアミノ酸あるいは、それに続くアミノ酸配列に対するポリクローナル抗体を作成したが、免疫染色を行った。その結果、SCA8患者由来iMNで２種のRAN翻訳蛋白が細胞質内に凝集していることが判明した。3．iMNへの治療介入：形態変化に加えて細胞生存率、免疫染色を指標として、実験的治療を行う。SCA8原因遺伝子発現量低下を目標に、３種類のsiRNAによる、遺伝子発現抑制ができるかを検討した。形態変化として、軸索が縮小していることが判明した。生存率は有意に増加した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
患者iPS細胞から誘導した運動ニューロンについてその性質を調べ、細胞生存率が低いこと、その軸索が短縮することなどが判明し、細胞モデルとして使用できる可能性を発見した。さらに、RAN翻訳蛋白に対する抗体を作製して、免疫染色が可能となっており、治療指標になることを示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、SCA8関連のみならず、その他のSCA2あるいは未発表遺伝子Xに関連する細胞モデルの構築と、治療研究を行っていく。さらに、それらモデルにおける細胞の形態変化、細胞生存率、遺伝子発現プロファイルを確認する。さらにRAN翻訳関連蛋白への抗体を新たに作製して、患者iMNあるいは、組織で染色をおこなっていく。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
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[Presentation] Phenotypic variation and therapeutic strategy of SCA8-associated amyotrophic lateral sclerosis2022
Author(s)
Makito Hirano, Toshiyuki Takehara, Shigeo Murayama, Yuishin Izumi, Makoto Samukawa, Tomoyasu Matsubara, Yuko Saito, Kazumasa Saigoh, Yusaku Nakamura, Kanji Fukuda Susumu Kusunoki, Yoshitaka Nagai
Organizer
第63回日本神経学会学術大会
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[Presentation] Gene analyses for spinocerebellar ataxia type 2 identify neuropathy phenotype in Japan.2022
Author(s)
Rino Inada, Makito Hirano, Nobuyuki Oka, Makoto Samukawa, Kazumasa Saigoh, Hidekazu Suzuki, Fukashi Udaka, Akihiro Hashiguchi, Hiroshi Takashima, Yukihiro Hamada, Yusaku Nakamura, Yoshitaka Nagai ,Susumu Kusunoki
Organizer
第63回日本神経学会学術大会
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