2018 Fiscal Year Research-status Report
Characterization of a novel genetic modifier of tau-mediated neurodegeneration
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18K15381
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| Research Institution | National Center for Geriatrics and Gerontology |
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Principal Investigator |
榊原 泰史 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 認知症先進医療開発センター, 研究技術員 (20734099)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / 神経変性 / タウ病理 / 青斑核 / ノルアドレナリン / アデノ随伴ウイルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルツハイマー病において、過剰リン酸化タウから成る神経原線維変化は最初に青斑核、嗅内野第Ⅱ層と出現し、病態進行とともに海馬や新皮質へと拡大すると考えられる。ウォルフラム症候群の原因遺伝子であるWFS1は、青斑核や嗅内野第Ⅱ層の神経細胞で発現が認められ、その発現分布は最初期にタウ病理が出現する脳領域と一致する。本研究では、WFS1がアルツハイマー病の神経変性の進行に影響する新たな病態修飾因子である可能性を考え、WFS1の発現レベルがタウ病理の進行、および神経変性に影響することを検証する。
今年度は、実験で使用するマウス系統（Wfs1ノックアウトマウス、ヒトタウノックインマウス）を導入し、コロニーの繁殖と系統作出に着手した。現在、加齢に伴うタウ病理の解析を行うため、野生型（Wfs1 ＋/＋）とホモ欠損（Wfs1 －/－）個体について加齢飼育を行っている。併せて、ヒトタウのバックグラウンドでWfs1のタウ病理への影響を評価するため、Wfs1ノックアウトマウスとヒトタウノックインマウスの交配を開始した。
また、アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを使用したヒトタウ発現システムを確立するため、青斑核の神経細胞で特異的にヒトタウを発現するウイルスベクターを調製、脳内投与の予備検討を開始した。
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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
現在までに、下記の通り、研究目的達成のため準備、検討を行っている。
1．実験に必要なマウス系統の導入および繁殖
山口大学の谷澤教授、田部講師よりWfs1ノックアウトマウスを分与いただき、当センター動物実験施設棟に導入し繁殖を開始した。現在、実験に供する野生型（Wfs1 ＋/＋）およびホモ欠損（Wfs1 －/－）個体を得ており、一部を加齢飼育中である。
マウスとヒトでは発現するタウのアイソフォーム等に違いがあるので、青斑核からのタウ病理の拡大を再現するためには、タウをヒト化する必要がある。そこで、理化学研究所の西道研究室で作製されたヒトタウノックインマウス（当センターに導入済）を分与いただき、Wfs1ノックアウトマウスとの交配を開始した。
2．アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを用いたヒトタウ発現システムの確立
青斑核のノルアドレナリン作動性神経細胞特異的なPRS×8プロモーター（金沢大学・三枝教授、筑波大学・櫻井教授より分与）下でヒトタウを発現するようにコンストラクトを作製し、AAVベクターを調製した（生理学研究所・小林准教授に依頼）。現在、新規に購入した脳定位固定装置を用いてマウス脳内への投与を行い、ウイルス力価、感染期間等の検討を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度では、以下3項目について実験を進める予定である。
1．加齢飼育中である野生型（Wfs1 ＋/＋）およびホモ欠損（Wfs1 －/－）個体から脳組織を採取し、Wfs1の欠損により内在性タウのリン酸化など修飾様式に変化が生じるかを組織学的・生化学的解析により検証する。
2．タウによる神経変性がWfs1の欠損によって増悪化するかを検証するため、加齢飼育中の個体とは別に野生型（Wfs1 ＋/+）とホモ欠損（Wfs1 －/－）の個体を準備し、これらマウスの青斑核に調製したヒトタウ発現AAVベクターを投与する。一定期間後に脳組織を採取し、組織学的解析により神経細胞の脱落等を評価する予定である。
3．上述2の実験についてヒトタウが発現するバックグラウンドで行うため、Wfs1ノックアウトマウスとヒトタウノックインマウスの交配を進め、得られた産仔について同様に青斑核へのAAVベクター投与を行い、青斑核から海馬など他の脳領域へのタウ病理の拡大について検証する。
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| Causes of Carryover |
今年度は第41回日本神経科学大会（会期4日間）へ参加し発表を行ったが、実験の都合上、発表当日のみの参加となり宿泊費用が必要なくなった。また、実験の一部を担当していただく研究補助員の雇用、脳定位固定装置等の新規購入により当初の配分を修正する必要があり、その過程で残額が発生した。残額分については、次年度にAAVベクターの脳内投与に使用する消耗品（シリンジ、注射針）、あるいは組織学実験に用いる試薬類の購入に充当する予定である。
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