2022 Fiscal Year Research-status Report
パーキンソン病発症におけるLRRK2異常活性化メカニズムとその病的意義の解明
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21K06558
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
伊藤 弦太 帝京大学, 薬学部, 講師 (10431892)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | パーキンソン病 / LRRK2 / Rab / リン酸化 / 小胞輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Leucine-rich repeat kinase 2（LRRK2）は、パーキンソン病（PD）の発症に重要な役割を果たすプロテインキナーゼである。PD発症をもたらす遺伝子変異によりLRRK2の基質タンパク質のリン酸化が異常亢進するが、遺伝子変異がない場合の活性化メカニズムは不明である。Rab29は孤発性PDの発症との関連が遺伝学的に示唆されており、LRRK2の活性化能を有することが知られている。そこで、2022年度は、Rab29タンパク質の生化学的性状を詳細に解析した。その結果、Rab29は他のRabタンパク質と異なり常に膜に局在するユニークな性質を有することを見出し、J Biol Chem誌に発表した。
また、LRRK2の活性化により起きる細胞内現象として、リソソームの局在異常を既に見出している。このリソソーム局在異常は、LRRK2によるRab12リン酸化に依存することが明らかになっていた。興味深いことに、Rab12と同様にLRRK2によりリン酸化されるRab8AやRab10のノックアウトは、リソソーム局在異常に影響を与えなかった。また、これまでHEK293細胞で行ってきた解析を、神経系培養細胞であるSH-SY5Y細胞でも行い、同様の結果を得た。さらに、Rab12のエフェクタータンパク質として知られるRILPL1タンパク質をノックアウトしたときに、リソソーム局在異常が消失することを見出した。これらの結果から、LRRK2の異常活性化はRab12-RILPL1経路を介してリソソーム局在異常を起こすことが示唆された。
リソソームの局在異常の生理的、病的意義を明らかにするために、Rab12の近傍タンパク質を同定し、そのリン酸化の有無により変化するタンパク質の同定を試みている。これらの研究により、LRRK2が神経変性を引き起こすメカニズムの解明を進めていきたい。
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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
当初計画では、2021～2023年度の補助期間において、(1)Rab29によるLRRK2活性化メカニズムの解明、(2)LRRK2異常活性化によるリソソーム局在変化のメカニズムの解明、(3)リソソーム局在異常と神経変性の関連などについて研究を進める予定だった。2022年度は、(1)についてRab29の有する特異な性質について論文報告を行った。また、(2)についてもRab12-RILPL1経路の関与を明らかにし、論文のリバイズを行っている。査読において、神経系細胞での検討を要求されたため、SH-SY5Y細胞でも同様の解析を行った。これにより(3)に大きく貢献するデータが得られた。また、(2)についてはRab12の近傍タンパク質の解析を行い、リン酸化の有無により相互作用が変化する可能性があるタンパク質のリストを得つつある。このようなことから、当初計画に沿って順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Rab29の近傍タンパク質には小胞体（ER）-ゴルジ体タンパク質が多く含まれていたことから、Rab29はER-ゴルジ体の表面に常に存在すると考えられる。現在Rab29ノックアウト細胞において生じる細胞機能の異常を見出いしつつあり、2023年度はこれがLRRK2の活性化とどのように関連するかを検討する予定である。
また、LRRK2活性化によるリソソーム局在異常については、Rab12の機能が障害される可能性を考え、Rab12により局在制御されるタンパク質の網羅的同定を試みる予定である。これらの研究により、Rab29-LRRK2経路による細胞機能異常のメカニズムと、LRRK2活性化によるリソソーム局在異常という細胞病態がもたらす細胞機能の障害について明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
参加を予定していた学会（日本薬学会年会）がオンライン参加可能となったため、オンラインにて参加した。そのため、旅費相当分を次年度に使用することとした。2023年度分に請求する助成金と合わせて予定通り物品費、旅費として使用する。
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