Research on the mechanism of neuronal degeneration caused by protein phosphatase 4 deficiency.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16525
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: Matsumoto Sakiko 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 助教 (00789654)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 海馬 / 微小管 / αシヌクレイン

Outline of Final Research Achievements

Deficiency of PP4c, Ser/Thr protein phosphatase regulating microtubule dynamics, causes a progressive neurodegeneration of hippocampus in mice. To study the mechanism of this neuronal cell loss, we first identified that PP4c interacts with some tubulins in central nervous system, and found a dysregulation of the expression of synaptic protein in PP4c-dificient neurons. We focused on α-synuclein, a microtubule-associated protein, that is localized in synapses, and found a hydroxylation of α-synuclein as a new posttranslational modification, which was accompanied by a phosphorylation. These data suggest that PP4c-deficiency may cause the neuronal cell death through the excess phosphorylation and hydroxylation of α-synuclein in central nervous system.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PP4c欠損マウスが示す海馬ニューロンの選択的かつ進行性の脱落は、アルツハイマー病における萎縮と類似している。PP4cと同じファミリーであるPP2Aはアルツハイマー病の原因であるtauタンパク質の脱リン酸化酵素である。さらに本研究において着目したαシヌクレインもアルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患の発症に大きく関わる分子である。今後、PP4cの脱リン酸化活性とαシヌクレインのリン酸化およびヒドロキシ化の間にある分子メカニズムが明らかになれば、アルツハイマー病の発症機構解明や治療法開発の重要な足がかりになることが期待できる。