2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of fundamental therapy for dopamine-related disorders targetting novel protein complex V-1/CP
| Project/Area Number |
16K08904
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
川畑 伊知郎 東北大学, 薬学研究科, 助教 (30579743)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | V-1/CP複合体 / パーキンソン病 / チロシン水酸化酵素 / ドパミン / アクチン重合 / カテコールアミン / 血清応答因子 / 加齢 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
V-1/CP複合体の形成促進はドパミン生合成酵素群（TH, AADC）およびその他のドパミン作動性マーカー（Nurr1, VAMT2, DATなど）の発現レベルを統合的に上昇させ、in vitro, in vivoにおいてドパミン作動性機能を強力に賦活化する（KAKENHI 23790594, 25860389）。本年度は新たに、パーキンソン病等のドパミン関連疾患におけるV-1/CP複合体をターゲットとした神経変性の発生機構の解明と、V-1/CP複合体の活性化を標的とした神経変性の改善効果およびその分子機構の解析を行った。マウスを用いた免疫組織化学的解析および生化学的解析の結果、V-1発現量はCPとは異なり加齢により減少し、またV-1/CP複合体の形成も加齢に伴い減少することを明らかにした。さらに実際のパーキンソン病患者中脳では、健常者と比較し、V-1発現レベルが上昇する一方で、V-1/CP複合体の形成が消失することを明らかにした。またV-1/CP複合体を標的とした活性化因子のスクリーニング解析を行い、候補化合物によりV-1/CP複合体が活性化された。V-1/CP複合体の活性化は、神経変性におけるドパミン生合成酵素群の発現レベルを回復させるだけでなく、アデノシン三リン酸およびグルタチオンの生合成を賦活化し、強力な抗神経変性作用を有すること、およびその分子機序を明らかにした。さらにCPへの結合能を変化させた各種V-1変異体の解析を行った結果、V-1/CP複合体の活性化不全により抗神経変性作用が消失することを明らかにした。これからの研究成果より、V-1/CP複合体の加齢および神経疾患による形成不全によってドパミン神経の脆弱性が発現する可能性が示唆された。またV-1/CP複合体は強力な抗神経変性作用を持ち、同複合体を標的とした候補化合物の有効性が明らかとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
成長・加齢にともなうドパミン作動性機能とV-1/CP複合体の形成活性について、未知であったV-1/CP複合体形成の経時的変化について明らかにすることができた。具体的には、C57BL7マウス新生児、成体期、老齢期のそれぞれの中脳組織を免疫組織化学的、および免疫沈降を用いた生化学的解析により解析した結果、老齢期においてCPレベルは変化しないがV-1レベルが低下し、V-1/CP複合体の形成が減弱することが明らかとなった。一方、新生児においては黒質緻密部におけるV-1/CP複合体形成は完全ではないことから、V-1/CP複合体は成熟したドパミン神経の機能維持および変性ドパミン神経の再賦活化を重要な生理機能として持つことが示唆された。さらに実際のパーキンソン病患者の剖検脳を用いた中脳の免疫組織化学的解析の結果、健常者と比較し、V-1の発現レベルは上昇するが、V-1/CP複合体の形成が消失することが明らかとなった。神経変性モデルを用いて解析した結果、V-1発現レベルの上昇はストレス応答依存的であり、また神経毒であるMPP(+)処置によりV-1/CP複合体形成が抑制されることが明らかとなった。またV-1/CP複合体の活性化は、ドパミン生合成酵素群の発現レベルを回復させるだけでなく、ミトコンドリアおよびグルタチオン生合成系を賦活化することで強力な抗神経変性作用を持ち、スクリーニングされた同複合体を標的とした新規化合物により実際にV-1/CP複合体が活性化されることを明らかにした。さらにCPへの結合能を変化させた各種V-1変異体は、V-1/CP複合体の活性化不全により抗神経変性作用が消失することが明らかとなり、今後のさらなるV-1/CP遺伝子のSNP解析が期待される。上記研究成果より、当初の目的をおおむね達成することができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究ではパーキンソン病等のドパミン関連疾患におけるV-1/CP複合体をターゲットとした神経変性の発生機構の解明と、神経変性におけるV-1/CP複合体活性化によるドパミン作動性機能の改善効果を計画としている。そこで次年度では、上記成果に基づき、V-1/CP複合体の活性化を標的としてスクリーニングされた新たな化合物、およびV-1/CP複合体の活性化を促進可能なV-1変異体を用い、各種神経変性モデルにおけるドパミン作動性機能の回復効果と治療における安全性について検証する。またV-1/CP複合体によるドパミン作動性機能の強力な賦活化作用の発現機序をさらに詳細に検討し、同複合体による神経変性の回復効果の促進に結び付けることで、老化やドパミン関連疾患にともなうV-1/CP複合体依存的なドパミン作動性機能の低下を防止・回復可能な、同複合体を標的とした新たな治療効果を検証する。
|
| Causes of Carryover |
発注した試薬について国内在庫がなく海外輸入のため、想定された年度内の納期に間に合わなかったため。試薬は残存するものを使い、実験計画については滞りなく進んでおり、試薬の到着とともに再現性の確認実験を行う。
|
-
-
-
-
[Presentation] V-1/CP complex formation is required for genetic co-regulation of adult nigrostriatal dopaminergic function via the RHO/MAL/SRF pathway in vitro and in vivo2017
Author(s)
Ichiro Kawahata, Yensin Lai, Junichi Morita, Shigeki Kato, Shiori Ohtaku, Yoshihisa Tomioka, Akiko Tabuchi, Masaaki Tsuda, Chiho Ichinose, Katsunori Kondo, Yasuhiko Izumi, Toshiaki Kume, Akinori Akaike, Kazumasa Ohashi, Kensaku Mizuno, Kazuko Hasegawa, Hiroshi Ichinose, Kazuto Kobayashi, Tohru Yamakuni
Organizer
XXIII World Congress of Neurology
Int'l Joint Research
-
-
