2018 Fiscal Year Annual Research Report
神経変性疾患タンパク質はどの様に伝播するか：放出機構の包括的解析からのアプローチ
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18J00367
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
新田 陽平 新潟大学, 研究推進機構 超域学術院, 特別研究員(PD) (30800429)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / 神経変性 / 伝播 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
αシヌクレインを原因タンパク質とするパーキンソン病ではドーパミン神経が特異的に脱落する事が知られており、神経細胞種特異的にαシヌクレインが伝播し、変性を引き起こす可能性が示唆されている。ショウジョウバエにおいても細胞種によって伝播性に違いが生じるのか検討する為に、Gal4/UASシステムによって細胞種特異的にヒトαシヌクレインを発現させ、羽化後1日目、1週間、4週間で解剖し、ヒトαシヌクレインを蓄積する細胞が時間経過によって増加していくのか実験を行った。その結果、ドーパミン作動性神経及びオクトパミン作動性神経特異的Gal4において時間経過によってヒトαシヌクレインを発現している細胞領域の増加が確認できた。今後は、この発現領域の増加が伝播に依存するものなのか検討を行う。
また、疾患タンパク質の伝播の様式として、疾患タンパク質そのものが神経細胞間を伝播する可能性とプリオンのように病変型の疾患タンパク質が正常型の疾患タンパク質に何らかの方法で働きかけて病変型に変えてしまう可能性が示唆されている。本年度では後者の可能性も検討する為に、全神経細胞で蛍光タンパク質GFPが融合した正常型ヒトαシヌクレインを発現している遺伝子組換えショウジョウバエ系統を作製した。既に作成していた特定の神経細胞でのみ病変型ヒトαシヌクレインを発現させる遺伝子組換えショウジョウバエ系統と組み合わせることにより、病変型を発現させた細胞以外で正常型のαシヌクレイン-GFPが凝集するかどうかを確認する事ができる。病変型αシヌクレインのみ時間経過と共に凝集が増える事は既に確認している。今後は、この系統を用いて伝播が確認できるか検討を行う。
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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
様々な神経細胞種において疾患原因タンパク質の伝播の有無を検討し、ドーパミン作動性神経及びオクトパミン作動性神経細胞においてヒトαシヌクレインを発現している細胞領域の増加を確認した。そして、予定していたよりも計画を拡大し、よりヒト脳に近いin vivoモデルの確立のために必要な遺伝子組換えショウジョウバエの樹立を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に作成した伝播モデルで、伝播の有無を検討する。伝播が確認された場合は、Expansion Microscopy法を用いてシナプス前細胞における疾患タンパクの放出源を同定する。疾患タンパクのシナプス小胞への局在が確認された場合、エキソサイトーシスを抑制するTetanus toxinを発現させて伝播が抑制されるか検証する。また、エキソソームに局在が見られた場合はv-SNAREの一種でありエキソソームの放出に必須であるykt6遺伝子をRNAi法で抑制した状態で伝播が抑制されるか確認する。細胞質にのみ局在が観察された場合、ナノチューブの形成に必要な鞭毛内輸送関連因子であるoseg2遺伝子等を抑制し、伝播が抑制されるか確認する。
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