2018 Fiscal Year Research-status Report

25型コラーゲンの神経疾患における分子病態ならびに健康老化効果の分子基盤の解明

Research Project

Project/Area Number	17K07091
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	若林朋子東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任助教 (20530330)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	アルツハイマー病 / 神経発生 / 脳神経疾患
Outline of Annual Research Achievements	アルツハイマー病の病態形成にcollagen XXVが与える影響を検討する目的で、APP/collagen XXVダブルTgマウスについてY-maze試験を行ったが、APP Tgマウスに比して認知機能に有意な差は認められなかった。また、Col25a1をヘテロに欠損するAPP Tgマウスにおけるアミロイド蓄積への影響を評価したが、顕著な変化は認められなかった。神経系におけるcollagen XXVの機能解析においては、collagen XXVとの相互作用を見出したRPTPσ/δについて、RPTPのIg3ドメインがcollagen XXVとの結合に必須であること、Ig1ドメイン内のリジン残基クラスターも結合に関与することを示した。一方、collagen XXVのカルボキシ末端のCOL3-NC4領域が結合に関与することも明らかにした。次にHb9-GFP Tgマウスの脊髄前角のmotor explantとHEK293細胞との共培養実験系を確立した。HEK293細胞にcollagen XXVを発現すると、運動ニューロン軸索が誘因され、細胞上に接する軸索が有意に増加した。共培養実験にRPTPσ/δ細胞外ドメインの各種リコンビナントタンパク質を添加すると、collagen XXV結合領域を有する場合のみ、阻害作用が認められた。これらから、collagen XXVとRPTPの相互作用は軸索の標的細胞への誘導・結合に働くことが示唆された。先天性脳神経支配異常症（CCDD）におけるcollagen XXVの作用について、Col25a1ノックアウトE18.5胎児では、外眼筋に投射する動眼神経核、滑車神経核の運動ニューロン数が有意に減少していた。また、その他の運動性脳神経核についても顕著な減少を認め、Col25a1は脊髄のみならず脳神経の運動ニューロンの発生にも重要であることが示された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 平成30年度はcollagen XXVとアルツハイマー病、神経発生に関連する課題について、当該年度に計画していた課題に着手し、それぞれ、認知機能およびAβ蓄積への影響、RPTPとの相互作用について部位の同定と運動ニューロン軸索誘因効果の評価、そして脳神経核の発生におけるcollagen XXVの重要性を示し、目標を達成した。
Strategy for Future Research Activity	Collagen XXVとアルツハイマー病との関連については、in vivoにおけるアミロイド形成へのcollagen XXVの影響を、Aβシード注入実験ならびにcollagen XXVのウイルス発現系等を用いて解析する。これにより、アミロイド斑形成に対する効果を明らかにし、アルツハイマー病態形成におけるcollagen XXVを標的とした介入法創出につなげていく。また、神経系におけるcollagen XXVの機能解析については、RPTPとの結合が神経筋相互作用にもたらす影響を、in vivoならびにmotor explantの共培養実験系を用いて解析する。またCCDD発症におけるcollagen XXVの作用について、運動ニューロン軸索誘導効果に対し遺伝子変異がもたらす作用を検討する。
Causes of Carryover	当該年度においては、培養細胞系を用いた検討を中心に検討を進め、TgやKOマウスを用いたin vivoの解析は平成3１年度に本格化することになった。そのため、マウス飼育やin vivo解析に用いる消耗品を中心に計上していた金額については、一部次年度での使用となった。