AD・PD患者での糖脂質による各原因蛋白修飾の実態とその意義の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K09685
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 武藤 多津郎 藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (60190857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 朝倉 邦彦 藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (50333159) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: PD / AD / 神経栄養因子受容体 / 糖脂質 / αーシヌクレイン / タウ蛋白 / 脂質－蛋白相互作用 / 脂質ラフト

Outline of Annual Research Achievements

これまでの当研究室で蓄積されてきた知見を考慮するとTrkのjuxtamembrane領域にGM1との結合部位が存在する事が想定されるため、Trkの同部位に様々なdeletion mutantを作成し、Trkを発現しないPC12細胞 (PCnnr) に変異cDNAを含むベクターをtransfectし、stable transformantを作成した。各々の変異cDNAを恒常的に発現するcell lineを放射性同位元素でwhole cell labelし、抗Trk抗体で免疫沈降 (IP)し、そのIP物より全脂質を抽出し薄層クロマトプレート (TLC)で展開、GM1を同定した (この方法はPNAS 1995で既に詳細報告済)。これらの検討により、結合部位を欠くTrkのリガンドに対する反応性は失われ、細胞内traffickingにも異常をきたすことを解明し（論文作成中）。現在、これら変異Trkのstable transformantより、脂質ラフトを既報の方法 (Glcyconj J 2000)で調整し、ラフトの脂質組成や他のシグナル伝達分子機能に及ぼす影響を明らかにしている所である。一方、SH-SY5Yを用いたalpha-synuclein (aーsyn)と糖脂質の関係、また変異tauを発現するstabletransformantの作成を試みる時間的・人的余裕が当該年度にはなく、次年度への繰り越しとなるなど若干の実験進行の遅れを認めている。
一方、PD,AD,ALS,MS患者試料中特に髄液での中性糖脂質などの脂質をLC-MS/MSを用いた高感度アッセイ法で測定する検討を始め,現在までの所PD、MS、ALSなどの神経疾患で新規脂質や糖脂質の異常とそれらが神経炎症に関連する免疫学的・生化学的機序の一部の解明に成功している。最終年度には、その全容を解明し新規治療法の開発に結びつけたい。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在までの進捗状況の区分を上記とした理由Trk蛋白のGM結合を欠くdeletion mutantの作成・評価に時間が要したのが、一番大きな理由であるが、本研究遂行中に報告された多発性硬化症(MS)や筋委縮性側索硬化症(ALS)などの患者及びPD患者に糖脂質特に本研究室が専門に取り組んでいる中性糖脂質代謝に大き
な異常があり、しかも病因に大きく関わっている事実が報告された。そのため、これら疾患患者の特に脳脊髄液中でのこれら糖脂質代謝の異常を速やかに同定する必要性が生じたため、２年次以降に検討する予定であった患者試料中のこれら糖脂質の異常の検索を優先させることとしたため、細胞培養系の検討が遅れる結果となった。幸いLC-MS/MSを使用した高感度測定系で患者脳脊髄液中の糖脂質を測定できる系を作り上げる事が出来、種々の神経疾患（PD、ALS、MS、CIDP,EMRNなど）患者髄液・血液での解析が進んだ。こうした知見から、新規脂質やある種の糖脂質が神経炎症の引き金となっているデータを得ており、最終年度はこれらの全容を明らかにしたい。いずれにしろ、特に神経変性疾患では原因タンパクの蓄積ー細胞死という単純な図式では説明できない免疫系特にアストロサイト、ミクログリア、マクロファージといった免疫細胞とのクロストークの実態を解明しないと本質には迫れないという事実が明らかになった。

Strategy for Future Research Activity

上記にも記載したように、PD,MS,ALSなどの神経疾患には糖脂質代謝異常が存在しこうした異常が各々の原因蛋白の脂質による翻訳後修飾の異常に繋がっている可能性を強く示唆するものと考えており、本研究の完全な遂行がこれら神経疾患の新たな病因論を提供してくれると強く信じる根拠を与えてくれた。また、一方で免疫系とのクロストークの実態を解明することが出来なければ病気の真の理解は得られない事も判明したため、この点に関しても詳細な検討を加える予定である。最終年度は、こうした知見を元に細胞培養系でのa-synやtauに関する分子レベルでの検討を行いつつ、疾患患者試料での更なる検討を急ぎたいと考えている。また、prion-like propagationに関して、本申請書には記載しなかったがexosomeに関する検討も同時に実施する予定です。

Causes of Carryover

H29年度の申請書に述べたごとく研究体制の変化、技術補佐員の変更などの要因で、実験の進行が遅れた。又、LS-MS/MSの条件設定に時間がかかったのも理由の一つです。最終年度であるH30年には効率よいと実験を心がけ所定の解析結果が得られるように頑張りたい。

Research Products

• [Journal Article] Anti-GM1 ganglioside antibodies modulate membrane-associated sphingomyelin metabolism by altering neutral sphingomyelinase activity (2018)
  • Author(s): Ueda Akihiro、Shima Sayuri、Murate Kenitiroh、Kikuchi Kouichi、Nagao Ryunosuke、Maeda Toshiki、Muto Eri、Niimi Yoshiki、Mizutani Yasuaki、Mutoh Tatsuro
  • Journal Title: Molecular and Cellular Neuroscience Volume: 89 Pages: 42～48
  • DOI: 10.1016/j.mcn.2018.03.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Markers for Guillain-Barr? syndrome with poor prognosis: a multi-center study (2017)
  • Author(s): Yamagishi Yuko、Suzuki Hidekazu、Sonoo Masahiro、Kuwabara Satoshi、Yokota Takanori、Nomura Kyoichi、Chiba Atsuro、Kaji Ryuji、Kanda Takashi、Kaida Kenichi、Ikeda Shu-ichi、Mutoh Tatsuro、Yamasaki Ryo、Takashima Hiroshi、Matsui Makoto、Nishiyama Kazutoshi、Sobue Gen、Kusunoki Susumu
  • Journal Title: Journal of the Peripheral Nervous System Volume: 22 Pages: 433～439
  • DOI: 10.1111/jns.12234
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Absence of serum anti-NMDAR antibodies in anti-NMDAR encephalitis mother predicts having healthy newborn (2017)
  • Author(s): Ueda Akihiro、Nagao Ryunosuke、Maeda Toshiki、Kikuchi Kouichi、Murate Kenichiro、Niimi Yoshiki、Shima Sayuri、Mutoh Tatsuro
  • Journal Title: Clinical Neurology and Neurosurgery Volume: 161 Pages: 14～16
  • DOI: 10.1016/j.clineuro.2017.07.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intravenous immunoglobulin for maintenance treatment of chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy: a multicentre, open-label, 52-week phase III trial (2017)
  • Author(s): Kuwabara Satoshi、Mori Masahiro、Misawa Sonoko、Suzuki Miki、Nishiyama Kazutoshi、Mutoh Tatsuro、Doi Shizuki、Kokubun Norito、Kamijo Mikiko、Yoshikawa Hiroo、Abe Koji、Nishida Yoshihiko、Okada Kazumasa、Sekiguchi Kenji、Sakamoto Ko、Kusunoki Susumu、Sobue Gen、Kaji Ryuji
  • Journal Title: Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry Volume: 88 Pages: 832～838
  • DOI: 10.1136/jnnp-2017-316427
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Usefulness of combining 123 I-FP-CIT-SPECT striatal asymmetry index and cardiac 123 I-metaiodobenzylguanidine scintigraphy examinations for diagnosis of parkinsonisms (2017)
  • Author(s): Niimi Yoshiki、Ito Shinji、Murate Kenichiro、Hirota Seiko、Hikichi Chika、Ishikawa Tomomasa、Maeda Toshiki、Nagao Ryunosuke、Shima Sayuri、Mizutani Yasuaki、Ueda Akihiro、Mutoh Tatsuro
  • Journal Title: Journal of the Neurological Sciences Volume: 377 Pages: 174～178
  • DOI: 10.1016/j.jns.2017.04.026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MR neurography for the evaluation of CIDP (2017)
  • Author(s): Ishikawa Tomomasa、Asakura Kunihiko、Mizutani Yasuaki、Ueda Akihiro、Murate Ken-Ichiro、Hikichi Chika、Shima Sayuri、Kizawa Madoka、Komori Masako、Murayama Kazuhiro、Toyama Hiroshi、Ito Shinji、Mutoh Tatsuro
  • Journal Title: Muscle & Nerve Volume: 55 Pages: 483～489
  • DOI: 10.1002/mus.25368
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] The serial D-dimer measurements predicts the prognoses of Trousseau’s syndrome patients. (2017)
  • Author(s): Ito S, Ueda A, Kikuchi K, Nagao R, Maeda T, Murate K, Hirota S, Hikichi C, Ishikawa T, Shima S, Mizutani Y, Niimi Y, Mutoh T.
  • Organizer: XⅢWorld Congress of Neurology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ANTI-GM1 GANGLIOSIDE ANTIBODIES IMPAIR MEMBRANE AND RAFTS GLYCOLIPIDS METABOLISM IN PC12 CELLS. (2017)
  • Author(s): Ueda A, Kikuchi K, Nagao R, Maeda T, Murate K, Hirota S, Hikichi C, Ishikawa T, Niimi Y, Mizutani Y, Shima S, Ito S, Mutoh T.
  • Organizer: XⅢWorld Congress of Neurology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Combinatory use of 123I-FP-CIT-SPECT and cardiac 123I-metaiodobenzylguanidine scintigraphy for the diagnosis of Parkinsonisms. (2017)
  • Author(s): Niimi Y, Ito S, Murate K, Hirota S, Hikichi C, Ishikawa T, Maeda T, Nagao R, Kikuchi K, Shima S, Mizutani Y, Ueda A, Mutoh T.
  • Organizer: XⅢWorld Congress of Neurology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CLINICAL DETAILS OF 20 ENCEPHALOMYELORADICULONEUROPATHY CASES. (2017)
  • Author(s): Shima S, Kikuchi K, Nagao R, Maeda T, Murate K, Hirota S, Hikichi C, Ishikawa T, Niimi Y, Mizutani Y, Ueda A, Ito S, Mutoh T
  • Organizer: XⅢWorld Congress of Neurology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 変動する意識障害が診断の契機となった門脈-大循環シャントの1例 (2017)
  • Author(s): 菊池洸一、村手健一郎、植田晃広、長尾龍之介、前田利樹、廣田政古、石川等真、新美芳樹、水谷泰彰、島さゆり、伊藤信二、武藤多津郎．
  • Organizer: 第232回日本内科学会東海地方会
• [Presentation] 下肢筋痛が主症状となったビタミンB1欠乏症の1例 (2017)
  • Author(s): 長尾龍之介、前田利樹、伊藤信二、菊池洸一、村手健一郎、廣田政古、引地智加、石川等真、島さゆり、水谷泰彰、新美芳樹、植田晃広、武藤多津郎.
  • Organizer: 第148回日本神経学会東海北陸地方会
• [Presentation] 正常児を得た妊娠合併NMDAR脳炎患者治療法と免疫学的特徴の解明 (2017)
  • Author(s): 村手健一郎、植田晃広、菊池洸一、長尾龍之介、前田利樹、廣田政古、引地智加、石川等真、新美芳樹、島さゆり、水谷泰彰、伊藤信二、武藤多津郎．
  • Organizer: 第29回日本神経免疫学会学術集会
• [Presentation] パーキンソン病は全身病である：血清リソソーム酵素活性からの検討 (2017)
  • Author(s): 新美芳樹、菊池洸一、長尾龍之介、前田利樹、村手健一郎、廣田政古、引地智加、石川等真、水谷泰彰、島さゆり、植田晃広、伊藤信二、武藤多津郎
  • Organizer: 第49回藤田学園医学会
• [Presentation] 薬剤性過敏症症候群（DIHS）の経過中HHV６脳炎を発症した成人男性例 (2017)
  • Author(s): 新美芳樹、菊池洸一、長尾龍之介、前田利樹、村手健一郎、廣田政古、引地智加、石川等真、島さゆり、植田晃広、伊藤信二、吉川哲史、武藤多津郎．
  • Organizer: 第22回日本神経感染症学会総会・学術集会
• [Presentation] 抗TNFα抗体製剤導入後に複視が出現し、脱髄性病変を認めた一例 (2017)
  • Author(s): 石川等真、水谷泰彰、菊池洸一、長尾龍之介、前田利樹、村手健一郎、廣田政古、引地智加、島さゆり、新美芳樹、植田晃広、伊藤信二、武藤多津郎．
  • Organizer: 第149回 日本神経学会東海北陸地方会
• [Presentation] 食道癌治療中に出現した抗gephyrin抗体陽性stiff-person症候群と考えられた１例 (2017)
  • Author(s): 前田利樹、新美芳樹、菊池洸一,長尾龍之介、村手健一郎、廣田政古、引地智加、石川等真、島さゆり、水谷泰彰、植田晃広、伊藤信二、武藤多津郎．
  • Organizer: 第35回 神経治療学会総会
• [Presentation] 多数例から見た脳脊髄根末梢神経炎（EMRN）の病像と抗糖脂質抗体 (2017)
  • Author(s): 武藤多津郎、島さゆり、新美芳樹、水谷泰彰、村手健一郎、植田晃広、伊藤信二．
  • Organizer: 平成29年度 神経免疫疾患研究班 班会議
• [Presentation] Clioquinolの培養astrocyteに及ぼす作用の解明 (2017)
  • Author(s): 武藤多津郎、水谷泰彰、新美芳樹、植田晃広、島さゆり、村手健一郎．
  • Organizer: 平成29年度 スモンに関する調査研究班 研究報告会
• [Remarks] 藤田保健衛生大学 教育・研究業績 医学部 脳神経内科学 武藤多津郎
  • URL: https://www.fujita-hu.ac.jp/achievements/index.php?action=pages_view_main&active_action=cvclient_view_main_init&cvid=read0091642&display_type=cv&block_id=351#_351