2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of defective neural communication in motor neuron diseases
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17H04195
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
勝野 雅央 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50402566)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐橋 健太郎 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院助教 (90710103)
井口 洋平 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (80790659)
橋詰 淳 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (00637689)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 運動ニューロン疾患 / エクソサイトーシス / インスリン / カルシウムチャンネル / DREADD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）運動ニューロン変性における細胞間コミュニケーション異常の分子機構解明
前年度の検討において、膵臓ベータ細胞においてTDP-43がCaチャンネル（Cacna1c）の発現調整を介してインスリンのexocytosisを制御していることが明らかとなったため、本年度はMIN6細胞を用いた電気生理学的検討と、マウス初代培養膵島を用いた解析を行った。その結果、whole-cell patch-clampでは、MIN6細胞でTDP-43をノックダウンするとcacna1cの発現抑制とともにCaの細胞内への流入が抑制されることが明らかとなった。Fura-2を用いたCaイメージングにおいても、TDP-43ノックダウンによりCaの細胞内流入が減少することが明らかとなった。また、TDP-43 Floxマウス初代培養膵島にAAV-RIP-Creを投与してTDP-43をノックアウトしたところ、Cacna1cの発現低下とともにグルコース負荷時のインスリン分泌が低下することが確認された。さらに、TDP-43 Floxマウス個体にAAV-RIP-Creを腹腔内投与して作成した膵ベータ細胞特異的TDP-43ノックアウトの膵臓を用いてグルコース還流実験を行ったところ、グルコース負荷によるインスリン分泌の低下がみられたことから、TDP-43によるインスリン分泌制御がin vivoでも再現されることが明らかになった。一方、TDP-43によるCacna1cの発現制御のメカニズムについては、TDP-43がCacna1c遺伝子のプロモーター領域に結合し、転写活性を制御すること、およびmRNAの代謝には影響を与えないことを明らかにした。
（２）神経活動による運動ニューロン・骨格筋システム変性の時空間的病態変化の解析
SOD1 G93AマウスとVAChT-Creマウス、および全身性にfloxed stop codonの下流でhM3Dqを発現するトランスジェニックマウスを交配して得た下位運動ニューロン特異的hM3Dq発現マウスの病理学的解析を行い、CNO投与により脊髄前角の運動ニューロンにおけるSOD1の不溶化が更新することが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
TDP-43に関する解析が予想以上に進展し、ベータ細胞特異的TDP-43KOマウスの解析によりin vivoにおけるTDP-43の機能が明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
TDP-43については膵ベータ細胞の検討結果を論文化するとともに、大脳皮質におけるカルシウムチャンネルの制御について解析する。DREADDについても論文化を進める。
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[Journal Article] DNA methylation inhibitor attenuates polyglutamine-induced neurodegeneration by regulating Hes5.2019
Author(s)
Kondo N, Tohnai G, Sahashi K, Iida M, Kataoka M, Nakatsuji H, Tsutsumi Y, Hashizume A, Adachi H, Koike H, Shinjo K, Kondo Y, Sobue G, Katsuno M.
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Journal Title
EMBO Mol Med
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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