2015 Fiscal Year Research-status Report
TDP-43プロテイノパチーにおける神経変性機序に関する研究
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15K08297
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
橋本 唯史 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30334337)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | TDP-43 / オートファジー / 神経変性 / ALS / 前頭側頭型認知症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①オートファジー機構がTDP-43による神経変性に与える影響の検討。TDP-43による複眼変性を呈するTDP-43 tg flyを用い、オートファジー関連遺伝子をノックダウンしたところ、Atg1, 3, 6, 13のノックダウンによりTDP-43による複眼変性が軽減することを明らかにした。またTDP-43はAtg1 mRNAと結合するが、RNA認識配列を欠損したTDP-43は結合出来ないことを見出した。さらにNeuro2a細胞においてTDP-43をノックダウンしたところ、Atg1の哺乳類ホモログUlk1の発現が低下し、オートファジー活性が低下することを見出した。これらの結果はTDP-43がUlk1を介してオートファジーを制御すること、またオートファジー経路はTDP-43による神経変性に関与することを示唆する。
②電位依存性カリウムチャネルがTDP-43による神経変性に与える影響の検討。TDP-43 tg flyを用い、電位依存性カリウムチャネルshaker及びshalのノックダウンがTDP-43による複眼変性を増悪させることを明らかにした。
③TDP-43による神経変性に関与する遺伝子の網羅的探索。CRISPR-Cas9システムを用いてTDP-43を欠損したNeuro2a細胞を作出したところ、細胞死を引き起こすことが認められた。
④TDP-43の核細胞質間輸送機構の解明。ALSの病因遺伝子であるProfilin1のtg flyを作出し、TDP-43 tg flyと交配したところProfilin1の変異がTDP-43の局在を細胞室に移行させることを見出した。
⑤TDP-43プロテイノパチーモデルマウスの作出。AAV9を用いてTDP-43を脊髄運動ニューロンに過剰発現するモデルマウスの作出に成功した。このマウスはロータロッド試験によりmotor dysfunctionが認められた。
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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
①、⑤の項目に関しては当初の計画以上に進展しており、TDP-43による神経毒性にオートファジー経路が関与すること、またTDP-43がオートファジーを制御していることを見出した。また新たなTDP-43プロテイノパチーモデルマウスの作出にも成功した。②、④は概ね順調に進展している。電位依存性カリウムチャネルがTDP-43による神経毒性に関与すること、またfALS変異型Profilin1がTDP-43の細胞質移行を促進することを見出しつつある。一方③について、TDP-43を欠損させたNeuro-2a細胞が細胞死を起こすことがわかり、fALS変異型TDP-43 ノックインNeuro-2a細胞を作出して網羅的解析に用いることにした。そのため進行がやや遅れている。これらの進行状況からおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
⑤のTDP-43プロテイノパチーマウスモデルが作出されたことから、①の計画について、オートファジー経路がどのようにTDP-43毒性に関与するか、ショウジョウバエモデルに加え、マウスモデルで検討を行う。また新たにTDP-43がオートファジーを制御する可能性が考えられたことから、培養細胞モデルで検討を行う。
②についてはさらに初代培養神経細胞を用いた検討で電位依存性カリウムチャネルがTDP-43の毒性にどのように関与するか検討を行う。
③についてはfALS変異型TDP-43 ノックインNeuro-2a細胞を作出して、TDP-43の新家毒性の下流に関する網羅的解析を行う。
④についてはfALS変異型profilin1がどのようにTDP-43の局在を変更させるかNeuro2a細胞を用いて検討を行う。
⑤については作出したTDP-43プロテイノパチーマウスモデルを用いた病理的な解析を行い、TDP-43のリン酸化やユビキチン化、蓄積が認められるか検討を行う。
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[Journal Article] Chronic optogenetic activation augments Aβ pathology in a mouse model of Alzheimer disease.2015
Author(s)
Kaoru Yamamoto, Zen-ichi Tanei, Tadafumi Hashimoto, Tomoko Wakabayashi, Hiroyuki Okuno, Yasushi Naka, Ofer Yizhar, Lief E Fenno, Masashi Fukayama, Haruhiko Bito, John R Cirrito, David M Holtzman, Karl Deisseroth, Takeshi Iwatsubo
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 11
Pages: 859-865
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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