2017 Fiscal Year Research-status Report
HSP70を標的とした網膜色素変性症の新たな病態メカニズム解明と治療戦略
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16K11335
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| Research Institution | Suzuka University of Medical Science |
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Principal Investigator |
郡山 恵樹 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 准教授 (70397199)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 絢子 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 助教 (10455537)
杉谷 加代 金沢大学, 保健学系, 助教 (20162258)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 網膜色素変性症 / 熱ショックタンパク質 / 酸化損傷 / 網膜 / 酸化ストレス / カルパイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
網膜色素変性症（RP）は先天盲の第1 位であり、中途失明原因でも3 位を占めている。RP は遺伝性疾患であるが35%が孤発性であり、我が国の超高齢化にともない患者数の増加が危惧されている。しかし、未だに有効な治療薬が無く、病態解明と治療法の開発が急がれる。RP の最終病態は網膜における視細胞の細胞死であるため、我々は選択的な視細胞死を誘発するN-メチル- N -ニトロソ尿素（MNU）投与モデルを用いて新規病態メカニズムの可能性を示してきた。MNUは腹腔内へ単回投与により数日で視細胞選択的な脱落が再現性良く誘導でき、化学誘発性のRPモデルとして注目を浴びている。興味深いことにMNU の細胞死メカニズムは、i)酸化ストレスによる脂質過酸化物（4HNE）の産生、ii)細胞内カルシウム動員とそれに次ぐカルパイン活性化、iii)カスパーゼの活性化亢進などRP 遺伝子改変動物モデルと非常に類似したメカニズムを示す。このようにRP 視細胞障害メカニズムについて断片的な報告が多数なされているが、それらのメカニズムの全体像を捉えた報告は皆無である。本研究では、RP の新たな包括的病態メカニズムの可能性を打ち立てるとともに、それに焦点を当てた新たなRP 治療薬開発の基盤を構築したい。特に、我々はこれまで網膜色素変性症の原因として、細胞保護に関わる70KDa熱ショックタンパク質(HSP70)が、酸化ストレス起因性のカルボニル化およびカルパインによる分解を受けて細胞死を起こす新規病態メカニズムを提唱してきた。本研究では、より詳細なメカニズム解析を目的とし、HSP70のカルボニル化部位を精査し、HSP70分解に次ぐ下流の視細胞死実行機構を決定したい。
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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
70KDa 熱ショックタンパク質(HSP70)はストレスにより発現誘導する細胞保護分子であるが、分子シャペロン、抗アポトーシス分子としての機能もよく知られている。しかし、RPにおいてHSP70 の役割に関する報告がほとんど無いため、我々はHSP70 に焦点をあてた研究を実施してきた。これまでの我々の研究では次の仮説が立つ。MNU は活性酸素種(ROS)を増加させ4HNE の産生を促す。また、Oka らの報告よりMNU はCa/カルパイン系を活性化させる(Exp. Neurol,2007)。サル脳虚血の研究から4HNE はHSP70 をカルボニル化することが知られており、カルボニル化されたHSP70 はカルパインで切断される（Yamashima ら J.Neurochem. 2012）。これらのことでHSP70 の機能破綻が起こりカスパーゼシグナルにより細胞死が誘発される。また、HSP70はリソソーム膜の安定に積極的に関与しているため、HSP70 分解によってリソソーム破綻が起こりカテプシンの漏出起因性の細胞死を起こす(Kirkegaard らNature 2010)。本研究ではより詳細なHSP70 のカルボニル化とその後のHSP70の切断が示された。将来的にはそれらを標的とした新たなRP 治療の概念を構築したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
視細胞株661Wを用いて、生化学的なアッセイを中心に研究を進める。HSP70のカルボニル化を精査するため、DNPH法による定量および免疫沈降法を用いた定性を実施する。また、MNUモデルにおいて、HSP70のカルボニル化を抑制するような化合物の探索を実施する。カルボニル化を阻害するビタミンB6誘導体により、HSP70のカルボニル化を阻害し、視細胞死に対する治療効果をRPモデルによって評価する。同時にHSP70誘導剤やカテプシン阻害剤の視細胞保護効果の評価も行う。
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Research Products
(8 results)
