2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of transmission and aggregation mechanisms of alpha-synuclein as a major component of Lewy body and development of disease-modifying therapies for synucleinopathies
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21H04820
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
服部 信孝 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (80218510)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉木 臣二 順天堂大学, 医学部, 客員教授 (00339996)
鈴木 佑典 日本大学, 理工学部, 准教授 (20586755)
井本 正哉 順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任教授 (60213253)
波田野 琢 順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (60338390)
谷口 大祐 順天堂大学, 医学部, 助手 (70908946)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Keywords | パーキンソン病（PD） / α-Synuclein（αS） / レヴィ小体 / 多系統萎縮（MSA） / バイオマーカー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
a) 脂質異常と凝集体形成：脂質代謝異常モデルであるPLA2G6ショウジョウバエモデルを使って凝集抑制効果のある化合物シーズを選別した。また、PLA2G6変異患者の赤血球膜の脂質組成を分析し、患者赤血球膜の脂質組成分析を行い、正常者との比較で違いを見出している。これら情報をベースにターゲットとなる脂質パスウェイの同定を計画し、正常対照群(Cont)、PD患者、アルツハイマー型認知症(AD)、および多系統萎縮症(MSD)患者由来の帯状回、後頭葉、小脳の脳組織切片上の質量分析イメージング法(MSI)による脂質組成解析を計画した。外部委託していたヒト脳凍結組織切片の作製および納品が遅れ、当初計画していた解析を進めることができなかった。一方、技術的改善を進めて、脂質の中でも、グリセロ脂肪酸エステル類のイオン化効率は低いことから、良好なMSI解析画像を得ることが困難であり、この問題を解決するため、1,2-ジクロロエタン洗浄を行った薄層クロマトグラフィー(TLC)上にて分離した後、TLC-MSI解析を行うことによって、バックグラウンドを抑制し、グリセロ脂肪酸エステル類由来の鮮明なTLC-MSI画像が得られることに成功した。b) リソソームネットワーク異常と凝集体形成：Pro-cathepsin-PSAP-Progranulinリソソームネットワークの解析をPSAP変異患者由来iPSで検討した。その結果、GM1の減少、GD3の上昇を見出しており、トランスゴルジネットワークの異常を見出している。新しいゴルジストレスの概念を提案した。
2) レヴィ小体の主要構成成分であるαSの伝播様式とαSをターゲットとしたPD、およびMSA特異的バイオマーカーの同定：既にPDとMSAのαSシードのstrainの違いを見出した。
3) 研究成果に基づく疾患修飾療法の基盤の確立：血中αSシード除去を目的として血漿交換療法の確立を目指す医師主導探索研究をスタートさせた。既存のカラムを使って血中からの除去効果を検討し、除去されることを確認出来た。
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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
既に成果は上がっており、血液マーカーに関しては順調にストレインの違いなど新知見を得ている。遺伝性PDに焦点を当てた課題についてもiPSの樹立も済んでおり、またCRIPR/Cas9を使いisogenicなiPSも確立出来ており、進捗状況は順調と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
1-a) 組織上の脂質解析に関しては2021年度に進められなかったMSIによる各疾患患者由来の帯状回、後頭葉、小脳の凍結組織切片の脂質組成解析を2022年度に行う。1-b) PSAP変異由来ドパミン神経細胞での解析でゴルジストレスの関与が明らかになったので、この系を用いてシードスクリーニングシステムを構築するためPSAPノックインマウスの解析でホモ接合体はTHニューロンとプルキンエ細胞の脱落が観察されるのに対し、ヘテロ接合体ではTHニューロンの脱落のみ観察された。この現象にはGene dosage effectが認められており、one alleleに変異があればTHニューロンが障害が惹起させることは明らかであり、alleleの数による違いを見出すためscRNA-seqをTHとプルキンエ細胞で計画する。
2)血液バイオマーカーとして異常シヌクレインシードを、免疫沈降を応用させたRT-QuICで同定することに成功し、臨床応用可能となった。
今後は簡便に鑑別可能なシステムの構築を目指す。またJ-PPMIのコホートに対し、髄液と血清とで解析して、嗅覚低下の有無など画像検査のパラメーターなどとの関連性を確認する。また、現時点では検査結果を得るのに120時間を必要としており、特異度を維持したままで感度を上げる方法の改良を行う。3)シヌクレイノパチーの疾患修飾療法の開発に向けて症例数を9例まで増やして臨床症状の経時的フォローを観察する。
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[Journal Article] PLA2G6 variants associated with the number of affected alleles in Parkinson’s disease in Japan2021
Author(s)
Daida K, Nishioka K, Li Y, Yoshino H, Shimada T, Dougu N, Nakatsuji Y, Ohara S, Hashimoto T, Okiyama R, Yokochi F, Suzuki C, Tomiyama M, Kimura K, Ueda N, Tanaka F, Yamada H, Fujioka S, Tsuboi Y, Uozumi T, Takei T, Matsuzaki S, Shibasaki M, Funayama M, Hattori N, et al.
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Journal Title
Neurobiology of Aging
Volume: 97
Pages: 147.e1～147.e9
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The identified clinical features of Parkinson's disease in homo-, heterozygous and digenic variants of PINK12021
Author(s)
Hayashida A, Li Y, Yoshino H, Daida K, Ikeda A, Ogaki K, Fuse A, Mori A, Takanashi M, Nakahara T, Yoritaka A, Tomizawa Y, Furukawa Y, Kanai K, Nakayama Y, Ito H, Ogino M, Hattori Y, Hattori T, Ichinose Y, Takiyama Y, Saito T, Kimura T, Aizawa H, Mizuno Y, Kashihara K, Funayama M, Nishioka K, Hattori N, et al.
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Journal Title
Neurobiology of Aging
Volume: 97
Pages: 146.e1～146.e13
DOI
Peer Reviewed
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