2019 Fiscal Year Research-status Report
運動ニューロンの多様性から探るALS脆弱性・耐性の分子生理学的基盤
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19K06933
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
浅川 和秀 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 客員研究員 (30515664)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ALS / オートファジー流動 / 選択的脆弱性 / tbk1 / 運動ニューロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経変性疾患である筋萎縮性側索硬化症（ALS）には、「運動ニューロンのみが特異的に変性し、感覚ニューロンや介在ニューロンは変性しにくい」といった、特徴的な神経変性の選択性がある。このようなニューロンのALS脆弱性やALS耐性のメカニズムは、現在ほとんど解明されていない。応募者は、ALS脆弱性を示すタイプのニューロンほど、オートファジー流動が生得的に高い、という興味深い相関関係をゼブラフィッシュを用いて見出した。本研究は、オートファジー流動の高さ、という切り口からニューロンの多様性を理解し、ALS脆弱性・ALS耐性を規定する分子生理的メカニズムを解明することを目指す。
令和元年度は、脊髄運動ニューロンにおけるオートファジー流動の相対的な高さのメカニズムを探る為に、運動負荷時に現れる脊髄運動ニューロンのオートファジー流動の変化を検出することを目指した。ゼブラフィッシュが水流に逆らって泳ぐ性質を利用し、急流を泳がせることにより、強い運動負荷を与える実験系を構築中である。また、ニューロンにおけるATPレベルを定量測定する為のゼブラフィッシュ系統の作製に取り掛かった。
ALS脆弱性にオートファジー流動が関与するか否かを検証する為に、家族性ALSの原因遺伝子でありオートファジー流動の制御因子をコードするtbk1（TANK-binding kinase 1）の変異体を作製した。CRISPR-Cas9法を用いて、ALS変異に準えることができる欠失変異を導入した、ゼブラフィッシュのフレームシフト変異体を作製した。
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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
概ね当初の予定通りに進行している。
オートファジー流動の検出プローブを、特異的な運動ニューロン（CaP）、あるいは運動ニューロン全体に発現する系統を樹立した。ATPを蛍光によって検出するプローブをゲノムに組み込んだゼブラフィッシュを育成中である。作製に成功したtbk1のフレームシフト変異を、ホモに保持する個体が示す表現型を解析中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
運動負荷時のオートファジー流動の検出は、流走性を活かした実験を実施する予定であるが、過活動状態を作出する為に、興奮性の神経伝達物質の薬浴を用いる可能性を検討している。より強いオートファジー流動の阻害の為に、tbk1変異体だけでなく、オートファジーのコアコンポーネントの変異体も作製する必要性があるかもしれない。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染拡大防止のため、年度末に予定されていた学会、成果発表、研究打ち合わせが急遽中止・延期になり、充当予定であった旅費を次年度使用とした。延期になった成果発表、研究打ち合わせを次年度に実施する場合に使用する予定である。
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