2016 Fiscal Year Research-status Report
筋ジストロフィー病態における細胞内Ca2+動態の解明と新たな治療法の開発
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16K08726
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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Principal Investigator |
谷端 淳 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 遺伝子疾患治療研究部, 流動研究員 (00508426)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武田 伸一 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, その他部局等, 部長 (90171644)
青木 吉嗣 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 遺伝子疾患治療研究部, 室長 (80534172)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | デュシェンヌ型筋ジストロフィー / サルコリピン / 筋小胞体 / リアノジン受容体 / ニトロシル化 / SERCA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
デュシェンヌ型筋ジストロフィー (DMD) はX-染色体連鎖性遺伝形式をとり、ジストロフィンの欠損を原因とする遺伝性筋疾患である。DMDでは筋細胞内Ca2+濃度が高く、筋変性・壊死等の筋ジストロフィー病態と深く関わっている。しかし、細胞内Ca2+濃度増加の機序に関しては、充分解明されたとは言えない。我々は、軽症の経過を辿るジストロフィン異常症に関する研究を背景として、エクソン45-55を欠失した短縮型ジストロフィンのみが発現するモデルマウス (Tg/mdx) を新たに作出し、細胞内Ca2+動態を野生型、mdx と比較・検討した。
Tg/mdxの筋病理、筋機能は野生型に極めて近いレベルまで回復していたことより、短縮型ジストロフィンは、筋細胞膜の充分な保護効果があると考えられた。一方、ジストロフィン糖タンパク質複合体に含まれるnNOSの局在はTg/mdxでは野生型とは異なり筋細胞膜から細胞質に変化し、nNOSが産生するNOが筋小胞体筋小胞体(SR) のリアノジン受容体(RyR)をmdxと同程度ニトロシル化していた。このニトロシル化したRyRを介してSRから細胞質へのCa2+放出が亢進し、細胞内Ca2+濃度が上昇していた。しかし、大変驚いたことに、SRからのカフェインによるCa2+放出能は、野生型と同様よく保たれており、細胞質からSRへCa2+を取り込む役割を担うsarcoplasmic/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase (SERCA) の機能も野生型と同程度維持されていた。我々はmdxにおけるSERCA機能低下に関わる因子としてSarcolipin(SLN)に着目した。mdxにおけるSLNの発現は野生型、Tg/mdxと比べて有意に高く、DMD病態にSLNを介したSERCA機能が重要な役割を担っていることが示唆された。
以上より、SLNの発現抑制によるSERCA機能の亢進はDMDに対する新たな治療法になる可能性が初めて明らかとなった。
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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
DMDの細胞内Ca2+動態を制御し得る因子としてsarcolipin: SLNを同定することができた。このSLNがDMDの治療標的となり得るのかを、in vitroレベルではsiRNAを用いてSLNの発現を抑制することにより細胞内Ca2+動態が改善するのか、in vivoレベルではSLN KOマウスを用いてSLN KO/mdxマウスを作出し、筋機能や運動機能が改善するのかの検討をここr見ているが、in vitroレベルではpreliminaryな結果ながら、SLN knock downにより細胞内Ca2+動態の改善が認められ、SLN KO/mdxマウスを用いたin vivoレベルの検討でも、その有効性がわずかながらでも認められる結果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vivoレベルの検討としてSLN/mdxを用いているが、mdxはジストロフィン欠損のヒトDMDのモデル動物でありながら、大変軽症な症状しか出ないことから、その治療効果を検討するにはより症状の重いモデル動物を作出する必要がある。そこで、ジストロフィンとホモログでDMDにおいてはジストロフィン欠損の代償的な機能を有するといわれているユートロフィンも欠損させたジストロフィン・ユートロフィンのダブルノックアウトマウス(DKOマウス）を作出している。このDKOマウスはヒトDMDのような重症な経過をたどることが知られており、約半年で死に至る。このDKOマウスとSLN KOマウスを交配させることでトリプルニックアウトマウス(SLN KO/DKO）を作出し、その効果を検討することを考えている。SLN KO/DKOはすでに生まれてきており、寿命の観点から飼育を続けているところである。
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| Causes of Carryover |
実験遂行にあたり、すでに所有していた消耗品で十分賄えたため、消耗品を購入するための金額が少なくてすんだため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品等は前年度の分で購入したため、持ち越し分を含め、抗体などの消耗品や所属移動に伴うマウスの輸送などに使用する予定である。
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