Drosophila ALSモデルの確立とDorfinの病態機能の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15659207
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 祖父江 元 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (20148315)
• Keywords: Drosophila / ALS / dorfin / SOD1 / GAL4-UAS

Research Abstract

家族性パーキンソン病,ハンテントン病,マチャドジョセフ病,球脊髄性筋萎縮症などの神経変性疾患のトランスジェニック(Tg)flyモデルが作製され,病態の解析に大きな役割を果たしている。しかし、SOD1遺伝子変異による家族性筋萎縮性側索硬化症(FALS)では,神経変性や症状をおこすTg flyは未完成である.我々はALS研究を発展させる目的でGAL4-UASシステムによるfly modelの作製に着手した。このシステムでは、導入遺伝子の発現は酵母の転写因子GAL4により制御される。まず、種々のプロモーターにGAL4を連結したdriver lineとして、運動ニューロン特異的な発現をおこすD42-GAL4、eyeに発現するGMR-GAL4、末梢および中枢神経系の神経細胞に特異的な発現をおこすELAV-GAL4 lineを準備中である。driver lineと、GAL4標的配列のUASプロモーターにヒトSOD1 cDNAを連結したtransgeneを持つUAS-SOD1 lineを交配することにより、組織、細胞特異的にSOD1を発現するflyが得られる。UAS-SOD1 lineの確立に先立ち、UASプロモーターを持つpUASTベクターにA4V、H46R、G37R、G85R、I113Tといった、ヒトで様々な臨床重症度を示す変異SOD1 cDNAを連結した。現在、これらのベクターのverificationを行っている。Tg mouseでは、コストと解析時間の問題で、交配の組み合わせ数は限られたものにならざるを得ない。この欠点を克服するためにもflyは有用であり、我々は上記5種類のUAS-SOD1 lineと3種類のdriver lineを交配し、そのphenotype、細胞変性、異常蛋白の凝集の有無を解析する。一方、変異SOD1を特異的にユビキチン化するE3ユビキチンリガーゼDorfinは我々が発見した新規遺伝子であり、培養細胞レベルにおいて変異SOD1のtoxicityを抑制する。そこで、有用な変異SOD1 Tg flyモデル確立後、Dorfin Tg flyを作製し、両者を交配することによりphenotypeや細胞障害の改善を確認したいと考えている。この準備段階としてpUASTベクターにDorfin cDNAを組み込んだコンストラクトを作製中である。

Research Products

• [Publications] Hideyuki Takeuchi: "Dorfin prevents cell death by reducing mitochondrial localizing mutant superoxide dismutase 1 in a neuronal cell model of familial amyotrophic lateral sclerosis."Journal of Neurochemistry. (in press). (2004)
• [Publications] Nozomi Hishikawa: "Dorfin localizes to the ubiquitylated inclusions in Parkinson's disease, dementia with lewy bodies, multiple system atrophy, and amyotrophic lateral sclerosis."The American Journal of Pathology. 163. 609-619 (2003)
• [Publications] Takashi Ito: "Dorfin localizes to lewy bodies and ubiquitylates synphilin-1."The Journal of Biological Chemistry. 278. 29106-29114 (2003)
• [Publications] Yoshio Ando: "Caspase-1 and -3 mRNAs are differentially upregulated in motor neurons and glial cells in mutant SOD1 transgenic mouse spinal cord : a study using laser microdissection and real-time RT-PCR."Neurochemical Research. 28. 839-846 (2003)