2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanisms underlying transmission of tau pathology along neuronal networks
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19J21850
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西田 達 東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | タウ / αシヌクレイン / プリオン様伝播 / 神経回路 / 神経活動 / 細胞外腔 / シード / リソソームエキソサイトーシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はアルツハイマー病において見られる神経回路依存的なタウ病理の伝播がin vivoレベルで神経活動依存的に亢進される分子機序について明らかにする。当該年度では、タウのようなプリオン様タンパク質が細胞を越えて輸送されることが培養細胞系で明らかにされていたことを踏まえ、in vivoでも細胞外腔を介してタンパクが移行するか検証するために、タウ病理が十分に拡がっているタウトランスジェニックマウス(PS19)の海馬間質液を、超低流速灌流と3MDa cut offという巨大な孔径の透析膜を用いたin vivoマイクロダイアリシス法によって回収し、FRETの原理で凝集核となるシードを検出できるバイオセンサー細胞へ添加することで、PS19海馬細胞外腔中のタウ凝集核を定量的に評価する系を構築した。
また培養細胞系において、リソソームストレスを誘導するクロロキンを作用させたところ、細胞外へのシードタウ放出が亢進されることを明らかにしたことで、リソソームエキソサイトーシスがタウの細胞外放出に関与することを示唆するデータを得た。
また、タウのみならずパーキンソン病やレビー小体型認知症の大半においてαシヌクレインが細胞内に蓄積し、回路依存的に病理が伝播することが知られている。しかしこのメカニズムは未知であるため、同様に神経活動依存的にシヌクレインの伝播が亢進されるか検証するべく、本年度はin vivoにおけるシヌクレインの伝播実験を当研究室でも確立した。この時、シヌクレイン病理においては海馬により病理が出現する報告が多かったため、海馬にシヌクレイン線維を接種することでシヌクレイン伝播モデルとした。
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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
病理学的なタウ伝播の分子機序について、シードの回収系について樹立した。また、神経活動との関係についてもin vivoマイクロダイアリシス法と光遺伝学的手法を組み合わせて海馬間質液が回収できることを確認した。
細胞外シードタウ放出についてあまり明らかになっていなかった放出経路の一端として新たにリソソームエキソサイトーシスが関与していることを明らかにし、論文誌に報告した。
シヌクレインの回路依存的な伝播について、海馬へリコンビナントシヌクレイン線維を接種し、対側海馬へ病理が伝播することを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
様々な月齢のタウトランスジェニックマウスに対してin vivoマイクロダイアリシス法によって海馬間質液を回収し、細胞外腔中タウシードとタウ病理の相関について調べる。
また、神経活動依存的に細胞外腔中へのシード放出が増加するかについてもマイクロダイアリシス法と光遺伝学的手法を組み合わせることによって検証する。
タウ伝播だけでなくシヌクレイン伝播も神経活動とどのような相関があるか、についてシヌクレイン伝播モデルに対して光遺伝学的手法を慢性的に適用したのち免疫組織化学で評価する。
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