2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanism of gain-of-toxic function by abnormal subcellular localization of cerebral small vessel disease-related mutant TREX1
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18K07522
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
加藤 泰介 新潟大学, 脳研究所, 特任准教授 (30598496)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | RVCL / TREX1 / DNA damage / 細胞老化 / SASP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Retinal vasculopathy with cerebral leukodystrophy (RVCL)は、脳・網膜の小血管を主に侵す優性遺伝性の脳小血管病である。我々はdouble strand break fociの定量と、コメットアッセイを用いた解析から、RVCLに関連するTREX1変異タンパク質が二本鎖DNA損傷 (DSB)を誘導することを突き止め、このDSBの毒性はTREX1のエキソヌクレアーゼ活性と核内局在性に依存することを、活性喪失変異の追加挿入体と核外移行シグナルの付加によって明らかとした。また、この毒性に正常アリル由来の野生型TREX1タンパク質の有無は関与していないことを、内在性TREX1ノックアウト細胞を用いて明らかとした。さらに、このDNA毒性は同じTREX1遺伝子の活性喪失変異によって発症する自己免疫性疾患群の変異体では誘導されないことから、RVCL変異特有の毒性であることを突き止めた。このRVCL変異TREX1をヒト正常線維芽細胞に持続的に発現することにより、細胞が不可逆的な細胞停止に陥り、老化関連βGal活性の増加とp16/p21発現の亢進を示す細胞老化が誘導されることを明らかにした。さらに、RVCL変異TREX1発現誘導老化細胞には細胞老化関連分泌形質(SASP）が同時に誘導されることを突き止めた。これらの細胞老化・SASPの誘導も、同様のTREX1のエキソヌクレアーゼ活性失活変異の挿入と核内局在の阻害によって抑制されたことから、これらの細胞特性変化の誘導はRVCL変異TREX1のDNA損傷毒性を介して誘導されていると考えられた。また、内在性TREX1をshRNAによって持続的に発現抑制をかけた細胞ではSASPの誘導は起こらないことから、RVCLの病態には細胞老化とSASPの誘導が強く関与することが疑われる。
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