2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15H02356
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
長谷川 成人 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, 分野長 (10251232)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プリオン / αシヌクレイン / タウ / TDP-43 / APP / C9ORF72 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) 接種部位の違いによる病変形成と広がりの解析：脳の様々な部位、脊髄、末梢神経、あるいは筋肉、腹腔などに、線維化αシヌクレインを接種し、3~6ヶ月後を目処に解剖し、免疫組織染色を行って異常リン酸化病変の形成と分布を観察した。その結果、脳内に接種した場合には、接種部位の違いによって明らかに異なる異常αシヌクレイン病変の出現が観察され、神経回路を介して病変が広がることが確認された。しかしながら、筋肉や腹腔内に接種した場合には数ヶ月から半年以上経過した個体においても脳の病変は観察されなかった。この結果は最近PNASに発表された遺伝子改変マウスの結果とは異なる結果であり、野生型マウスと遺伝子改変マウスの違いによるものと考えられた。また線維化タウについても類似の結果がえられており、αシヌクレインの広がりとどのように異なるか検討を行っている。
2) 凝集体形成と伝搬の可視化：EGFP等の蛍光を発するタンパク質を融合させたαシヌクレイン、あるいはタウを発現するプラスミドを構築し、細胞内に発現させ、細胞外から繊維化αシヌクレインを導入することにより、細胞内の凝集を可視化することに成功し、それを経時的に観察することができるようになった。
3) 異常タンパク質の侵入、細胞間伝播機序の解明：まずどのような状態の異常αシヌクレインが最も細胞内に取り込まれ、それが正常分子を異常型に変換して増殖させるかを検討し、断片化された繊維が最もシード活性が高いことを見出した。また繊維化したタウの取り込みにAPPとの相互作用が重要であり、APPを過剰発現させるとタウの取り込みと細胞内タウの凝集が促進することを明らかにした。
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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
実際の患者脳において、タウ、TDP-43等の異常タンパク質がプリオン様性質を有していることを明らかにすることができた。また、培養細胞において患者脳と非常によくにた病変を再現することに成功し、その可視化も可能となった。マウスモデルにおいても野生型マウスで病変の広がりの違いがどのように生じるのか明らかになりつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度は以下の項目について検討を行う予定である。
① 正常タンパクのみを発現した細胞と、そこへ線維化タンパク質を導入して細胞内にタンパク質を凝集させた細胞において、発現タンパク質の違いを明らかにし、細胞内応答系がどのように働いているか検討する。
② 細胞内で増殖する異常タンパク分子に付随する分子の網羅的解析を行う。細胞内に異常分子が生じた場合、これを分解、排除するために、様々な分子が何らかの形で接触し、攻撃すると考えられる。そこで、界面活性剤などを用いないソフトな調製法である免疫沈降法と、イオン性界面活性剤などを用いて不溶性画分を回収するハードな調製法により、異常タンパク分子を単離し、そこに含まれる分子を網羅的に同定する。この際、異常タンパク質が形成されない細胞を対照とし、定量質量分析を行うことで非特異的吸着分子をできるだけ排除する。
③同様の実験を培養細胞だけでなく、マウスを用いても行う。すなわち、異常タンパクを接種したマウスとそうでないマウスについて、発現、局在変化の解析を行う。
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[Journal Article] Phosphorylation of TAR DNA-binding Protein of 43 kDa (TDP-43) by Truncated Casein Kinase 1δ Triggers Mislocalization and Accumulation of TDP-43.2016
Author(s)
Nonaka T, Suzuki G, Tanaka Y, Kametani F, Hirai S, Okado H, Miyashita T, Saitoe M, Akiyama H, Masai H, Hasegawa M.
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Journal Title
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Biochemical classification of tauopathies by immunoblot, protein sequence and mass spectrometric analyses of sarkosyl-insoluble and trypsin-resistant tau.2016
Author(s)
Taniguchi‑Watanabe S, Arai T, Kametani F, Nonaka T, Masuda‑Suzukake M, Tarutani A, Murayama S, Saito Y, Arima K, Yoshida M. Akiyama H, Robinson A, Mann D, Iwatsubo T, Hasegawa M.
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Journal Title
Acta Neuropathol
Volume: 131
Pages: 267-80
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Interplay between TDP-43 and docosahexaenoic acid-related processes in amyotrophic lateral sclerosis.2016
Author(s)
Cacabelos D, Ayala V, Granado-Serrano AB, Jové M, Torres P, Boada J, Cabré R, Ramírez-Núñez O, Gonzalo H, Soler-Cantero A, Serrano JC, Bellmunt MJ, Romero MP, Motilva MJ, Nonaka T, Hasegawa M, Ferrer I, Pamplona R, Portero-Otín M.
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Journal Title
Neurobiol Dis
Volume: 88
Pages: 148-160,
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Neurodegeneration in Frontotemporal Lobar Degeneration and Motor Neurone Disease associated with expansions in C9orf72 is linked to TDP-43 pathology and not associated with aggregated forms of dipeptide repeat proteins.2016
Author(s)
Davidson Y, Robinson A, Liu X, Wu D, Troakes C, Rollinson S, Masuda-Suzukake M, Suzuki G, Nonaka T, Shi J, Tian J, Hamdallah H, Ealing J, Richardson A, Jones M, Pickering-Brown S, Snowden J, Hasegawa M, Mann M.
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Journal Title
Neuropathol Appl Neurobiol
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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