2017 Fiscal Year Research-status Report
神経難病那須ハコラ病の脳分子病態解明に関する基礎的研究
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16K07043
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| Research Institution | Meiji Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
佐藤 準一 明治薬科大学, 薬学部, 教授 (30274591)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
紀 嘉浩 明治薬科大学, 薬学部, 講師 (80415140)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 那須・ハコラ病 / 白質脳症 / ミクログリア / DAP12 / TREM2 / アルツハイマー病 / 遺伝子診断 / 免疫組織化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【概要】那須・ハコラ病(Nasu-Hakola disease; NHD)は多発性骨嚢胞による病的骨折と白質脳症による若年性認知症を主徴とする常染色体劣性遺伝疾患で、19q13.12染色体上のTYROBP(DAP12)遺伝子または6p21.1染色体上のTREM2遺伝子のloss of functionを認める。脳ではTREM2(リガンド受容体)-DAP12(アダプター)複合体はミクログリア(microglia; MG)に限局して発現しているが、ヒト脳のTREM2リガンド(TREM2L)は明らかでない。NHD白質脳症発症におけるMGの役割は明らかでない。本研究では白質脳症発症機構を明らかにするため、「NHDではMGがTREM2-DAP12系を介するネガティブフィードバック機構の欠失により持続的に活性化されて、炎症が慢性化して白質脳症が誘導される」との仮説を考案した。この仮説を検証するために、研究期間3年間で(1)NHD剖検脳でMGの活性化状態を免疫組織化学的に解析し、(2)TREM2Lを同定し、(3)ヒトMG培養モデル系でTREM2-DAP12シグナル伝達系ネットワークを明らかにし、(4)MG異常活性化の制御薬をスクリーニングし、NHDの脳分子病態の解明と治療薬の開発を目指す。また(5)NHDを次世代シークエンサーによるtargeted sequencing 法で迅速かつ網羅的に診断する方法を開発する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
【進捗状況】NHD脳でP2RY12, p22phox, gp91phox, ABI3, GPR17を免疫組織化学的に解析したが、他のマーカー(M0: TMEM119; M1: iNOS, CD14, CD40, CD74, CD80, CD86, HLA-DR; M2a: CD33, CD204, CD206, CD209; M2b: CD16, CD32, CD64; M2c: CD163)の解析が大幅に遅れた。NHD脳でMGは遊走や突起の伸長を制御しているGi/o共役型プリン作動性受容体P2RY12を高発現していた。NHD脳でreactive oxygen species(ROS)産生に関与するNADPH oxidase catalytic subunits p22phox, gp91phoxの発現を解析した結果、両者はMG限局的に発現し、コントロール脳に比較してgp91phoxの発現上昇を認めた。NHD白質脳症の発症機序としてMGが産生するROSを介するオリゴデンドロサイト(oligodendrocytes; OL)の傷害が考えられた。Alzheimer病(AD)のリスクバリアントp.Ser209Pheが報告されているABI family member 3(ABI3)はコントロール脳、AD脳、NHD脳でMG限局的に発現しており、発現量に有意差はみられなかった。NHD脳でOL分化誘導因子G protein-coupled receptor 17(GPR17)の発現を解析したところ、premyelinating OLで発現を認め、コントロール脳と比較して、発現差異は認められなかった。またProtoArray Human Protein MicroarrayをTREM2-V5プローブと反応させ、TREM2結合分子(TREM2L候補)としてcardiolipinを同定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
【推進方策】最終年度(平成30年度)は、ヒトMG培養モデル系(iMG)をTREM2L(cardiolipin)で刺激し、遺伝子発現プロフィールをDNAマイクロアレイで経時的に解析し、TREM2-DAP12シグナル伝達系ネットワークの全容を明らかにする。またiMGでsiRNAを用いてTREM2をノックダウン(NHDの病態を反映)した時に、発現変動する遺伝子群(TREM2標的遺伝子群)をDNAマイクロアレイで同定する。そのうちTREM2ノックダウンiMGで、顕著に発現上昇した遺伝子を指標に、指標遺伝子の発現レベルを正常化する薬剤(MG異常活性化制御薬)を既存薬(抗炎症薬など)の中からqPCRやウェスタンブロットでスクリーニングする。TREM2欠損はADモデルマウス脳においてアミロイドベータ(Abeta)の蓄積を増加する方向に働く。TREM2-DAP12シグナリングの欠失したNHD脳において、Abetaとneurofibrillary tangle(NFT)の蓄積が認められるか調べる。那須ハコラ病の遺伝子変異の一つTREM2 c.482+2T>CはTREM2 intron 3のsplice donor siteが破綻し、exon 3がスキップされ、full lengthのTREM2 proteinが出来なくなる変異である。この変異に着目して、exon 3のスキップが起こらないように矯正出来るmodified small nuclear RNAs(snRNAs)をデザインする。
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| Causes of Carryover |
平成28-29年度の研究の遅れにより、次年度使用額が生じた。平成30年度では遅れを取り戻すために、主としてNHD脳MGの活性化マーカーの解析およびTREM2-DAP12シグナル伝達系の解明に、次年度繰越金を使用する。
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[Journal Article] Adult onset leukoencephalopathy with axonal spheroids and pigmented glia (ALSP) and Nasu-Hakola disease: lesion staging and dynamic changes of axons and microglial subsets2017
Author(s)
Oyanagi K, Kinoshita M, Suzuki-Kouyama E, Inoue T, Nakahara A, Tokiwai M, Arai N, Satoh JI, Aoki N, Jinnai K, Yazawa I, Arai K, Ishihara K, Kawamura M, Ishizawa K, Hasegawa K, Yagisita S, Amano N, Yoshida K, Terada S, Yoshida M, Akiyama H, Mitsuyama Y, Ikeda SI
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Journal Title
Brain Pathology
Volume: 27
Pages: 748-769
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Adult onset leukoencephalopathy with axonal spheroids and pigmented glia (ALSP) and Nasu-Hakola disease. Lesion staging and dynamic changes of axons and microgial subsets.2017
Author(s)
Oyanagi K, Kinoshita M, Nakahara A, Satoh J, Aoki N, Jinnai K, Yazawa I, Arai K, Ishihara K, Kawamura M, Arai N, Hasegawa K, Yagishita S, Amano N, Yoshida K, Terada S, Yoshida M, Akiyama H, Mitsuyama Y, Ikeda S
Organizer
XXIII World Congress of Neurology
Int'l Joint Research
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