2017 Fiscal Year Research-status Report
２価鉄動態を切り口にした逆行性輸送異常と神経細胞死の分子機序の解明と創薬研究
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17K08311
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| Research Institution | Gifu Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
位田 雅俊 岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (70512424)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ２価鉄 / パーキンソン病 / DMT1 / VPS35 / 逆行性輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
家族性パーキンソン病患者よりvacuolar protein sorting-associated protein 35（VPS35）が原因遺伝子として同定された。VPS35機能異常により逆行性輸送の破綻が考えられる。しかし、この輸送経路は比較的近年に同定された経路であり、分子機構や疾患への関与など解析が遅れているのが現状である。未だVPS35機能異常とパーキンソン病発症との因果関係を示す有力な説は少ないが、divalent metal transporter 1（DMT1）のミスソーティングという報告がある。DMT1は、2価鉄（Fe2+）の細胞内取込みおよびエンドソーム内のFe2+をオルガネラへ輸送する際に重要な役割を担っている。すなわち細胞内の２価鉄（Fe2+）動態が撹乱することでオルガネラの恒常性も破綻し、細胞死に繋がることが推測されている。本研究ではオルガネラ特異的なFe2+蛍光プローブを活用し、Fe2+動態を可視化することで、VPS35を含む逆行性輸送経路異常とPD発症機序の因果関係を解明し、新規の創薬基盤を創出することである。本年度は、主にFe2+動態をオルガネラ特異的なFe2+蛍光プローブを用いて、VPS35機能異常時におけるFe2+動態の攪乱を明らかにした。具体的には、リソソームおよびゴルジ体特異的なFe2+プローブを活用して、siRNA法によりVPS35をノックダウンさせたSHSY5Y細胞において、プローブの蛍光強度がゴルジ体で低下し、リソソームで上昇した。また、DMT1がリソソームに蓄積をした。これらの結果から、VPS35機能異常により、DMT1のミスソーティングが起こることで、リソソームへのFe(II) イオンの蓄積が起きたことを可視化することができた。
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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
研究成果として、VPS35を含む逆行性輸送経路異常とパーキンソン病発症機序の因果関係を解明するために、VPS35機能異常とFe(II) 動態の錯乱に関する以下の新知見を見出した点において順調に伸展していると考えている。まず、siRNA法を用いてVPS35をノックダウンさせたSHSY5Y細胞において、DMT1のミスソーティングが起こり、DMT1がリソソームへ蓄積することを確認できた。また、オルガネラ特異的なFe2+蛍光プローブ（ゴルジ、リソソーム）を用いて、VPS35をノックダウンさせたSHSY5Y細胞において、Fe2+蛍光プローブの蛍光強度がゴルジ体で低下した一方で、リソソームにおいては上昇したことを明らかにすることができた。また、VPS35のノックダウンだけでなく、家族性パーキンソン病で見出された変異型のVPS35を用いても同様な結果をすでに得ている。現在、パーキンソン病の病態に近づけるために、「条件付き不死化ヒト中脳細胞系（LUHMES）」を用いて同様な検討を実施中である。このことにより、本研究の成果を普遍化することが可能に成ると考える。また、上記のようなVPS35の機能異常に起因したDMT1の逆行性輸送経路異常に対して、薬剤を用いて制御できる可能性をすでに見出している。一方で、パーキンソン病モデルマウスなどのin vivo実験系の準備などに時間がかかっているため、早急に対応していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請書に従って、さらに現状を鑑み、以下のように研究を遂行していく。
本年度は、これまでに上記で見出したVPS35機能異常とFe(II) 動態の錯乱に関する結果について、よりパーキンソン病の病態に近づけるため、「条件付き不死化ヒト中脳細胞系（LUHMES）」を用いて本研究結果の普遍化させる。さらに薬剤を用いての制御を試みる。具体的には、これまでにVPS35の機能を活性化すると報告されているレトロマー安定化薬などを使用する予定としている。一方で、パーキンソン病モデルマウスなどのin vivo実験系の準備などに時間がかかっているため、早急に対応していく。
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Research Products
(3 results)
