Bassoon proteinopathyの病理学的解析

• Project/Area Number: 22K15722
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52020:Neurology-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 野村 太一 北海道大学, 大学病院, 医員 (70756551)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: BSN proteinopathy / Bassoon / 進行性核上性麻痺 / bassoon proteinopathy / Bassoon proteinopathy

Outline of Research at the Start

進行性核上性麻痺(PSP)は病態機序が不明であり、治療法もない。最近、遺伝性PSPと臨床診断される疾患群に関して、Bassoon(BSN)遺伝子異常により神経細胞体にタウ蛋白の蓄積とユビキチン化を認め、神経変性に至ることがわかった(BSN proteinopathy)。本研究では、様々な神経変性疾患を持つヒトの脳組織を用いて、BSN proteinopathyがどのようにして生じているのか、光学顕微鏡と透過型電子顕微鏡で観察する。

Outline of Annual Research Achievements

Bassoon(BSN)蛋白はシナプス前終末に存在するタンパク質であり、研究代表者の所属する教室は新たに遺伝性進行性核上性麻痺(PSP)を同定し、その原因としてBSN 遺伝子変異が原因であることを明らかにしてきた。更に、BSN遺伝子に異常が生じることでタウ蛋白とユビキチン化が蓄積することを見出した。加えて、PSP以外 の様々な神経疾患においてもBSN遺伝子変異が認められることも見出し、BSNの機能異常が神経変性に深く関わっていることを明らかにしてきた。これらの知見をもとに、BSN蛋白の異常が神経変性を引き起こす、BSN proteinopathyが提唱されている。しかし、BSN蛋白にどのような機能異常が生じるのか、どのように神経 変性が引き起こされるのかはわかっていない。研究代表者の所属教室はBSN遺伝子変異を有するPSPの脳検体を保有しており、病理学的にシナプス終末、神経細胞にどのような変化が生じているのかを明らかにするために、現在組織標本を作成中である。同時に、BSN遺伝子異常が神経細胞にどのような病理変化をもたらすのか病態機序を検討するためにBSN遺伝子の異常を有するノックインマウスを作成し、繁殖中である。これらの研究を推進することで、ヒトの神経変性におけるBSN異常が病理学的に及ぼす影響と、その病態メカニズムの一端を明らかにすることができる。BSN proteinopathyの病態機序を解明することは神経変性疾患の新規治療法開発に寄与する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

BSN遺伝子変異を有する遺伝性進行性核上性麻痺の脳検体において、基底核をはじめとした部位ごとのタウ蛋白組成や分布を確認しつつ、どの神経細胞種において神経細胞脱落などの傷害がつよく出ているのかを検討するために各神経マーカーを用いた染色を試みている。また、BSN遺伝子変異のノックインマウスに関しても繁殖がすすんでおり、一部のマウスにおいては還流固定を行い、組織切片を作成中である。上記のように、組織染色を行うための実験条件検討や、繁殖したマウス脳の組織切片作成に時間を要しており、予定よりやや遅れている状態である。

Strategy for Future Research Activity

剖検脳組織においては、各種神経細胞マーカーとタウ蛋白との共染色を試みる。また神経細胞脱落に関しても定量的評価を試みる。それによって、タウ蛋白蓄積による神経細胞変性が特定のsubtypeの神経細胞に生じているか否かが明らかになる。また併せて組織染色によりシナプスの構造や形態の異常が生じているかどうかに関しても解析を進める予定である。一方、BSN遺伝子変異のノックインマウスにおける検討では、剖検脳の組織所見を反映しているのかを含めて組織学的に検討を行う。具体的には神経細胞脱落が生じているか、特定のsubtypeの神経細胞において病態による変化が生じているかどうかを観察していく。