2021 Fiscal Year Research-status Report
パーキンソン病におけるドーパミン神経細胞特異的な新たな病態発症機構の解明
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18K15466
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
横田 睦美 順天堂大学, 大学院医学研究科, 助教 (10647415)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | PRKN変異 / iPS細胞 / ドーパミン神経細胞死 / ミトコンドリアスフェロイド化 / RNAシーケンス解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではiPS細胞由来ドーパミン神経細胞をGFP標識することによりドーパミン神経特異的なミトコンドリア機能・形態解析を可能にし、パーキンソン病におけるドーパミン神経特異的な変性機序を見出すことを主目的としている。
本研究ではこれまでに樹立したドーパミン神経マーカーTyrosine Hydroxylase（TH）遺伝子にGFP遺伝子をノックインした健常者及びPRKN変異患者TH-GFP iPS細胞株を用いている。今年度は昨年度に見出したPRKN変異患者におけるCCCP添加によるミトコンドリアのリング状変化（スフェロイド化）不全のドーパミン神経細胞死への関与について解析するために、FACSによるGFP陽性細胞と陰性細胞のソーティング、RNAシーケンス解析を行った。PRKN変異患者GFP陽性細胞と陰性細胞のGene Ontologyエンリッチメント解析の結果、神経発生やトランスポーター活性などの遺伝子群で発現変動遺伝子が多かった。さらに、健常者とPRKN変異患者間でのGene Ontologyエンリッチメント解析の結果、発生過程やタンパク質／イオンの結合、オルガネラの分裂などのtermsで発現変動遺伝子が多かった。健常者と患者間で統計学的に有意に発現が変動していた遺伝子は1372特定された。今回見出されたこれらの遺伝子はPRKN変異患者で認められる損傷ミトコンドリアの蓄積やドーパミン神経細胞死に関与している可能性がある。
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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
細胞死を惹起するCCCPを添加したPRKN変異患者ドーパミン神経細胞のRNAシーケンス解析により、患者ドーパミン神経細胞死に関与し得る複数の遺伝子の特定に成功したため、今回の研究結果は重要な進展であったと言える。これまでの研究により樹立したTH-GFP iPS細胞を用いることでドーパミン神経細胞特異的な遺伝子発現解析が可能となり、実際にGFP陽性細胞と陰性細胞の比較では細胞系譜特異的な神経発生やトランスポーター活性などのtermsで発現変動遺伝子が多く認められた。健常者と患者間での比較では発生過程やオルガネラの分裂などのtermsで発現変動遺伝子が多いという興味深い結果も得られた。発現変動遺伝子は1372特定されており、その中にはミトコンドリアの形態や機能に関連する遺伝子も複数含まれている。これらの遺伝子発現制御によるPRKN変異患者ドーパミン神経細胞死への影響を検証することにより、患者におけるミトコンドリアの形態変化不全やドーパミン神経細胞死との関連を明らかにできる可能性がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回RNAシーケンス解析により特定されたミトコンドリアの機能や形態に関連する遺伝子についてqRT-PCRや免疫染色により健常者患者間の発現量の確認を行う。その後、それらの候補遺伝子を標的とする薬剤やRNAiによる発現抑制を患者ドーパミン神経細胞に対して行い、ミトコンドリアの機能・形態解析や細胞死抑制効果を検証する。今回見出した候補遺伝子とPRKN変異患者ドーパミン神経細胞死との関連ついて明らかにすることにより、病態発症機構解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
iPS細胞由来ドーパミン神経細胞のRNAシーケンス解析が次年度に及んだため、該当費用が今年度の未使用額として残っている。残りの研究費の大部分はRNAシーケンス解析に使用する。
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