2021 Fiscal Year Research-status Report
Study for the mechanisms of oligomerization and toxicity of FUS
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21K07270
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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Principal Investigator |
橋本 唯史 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第四部, 部長 (30334337)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 筋萎縮性側索硬化症 / 前頭側頭葉変性症 / FUS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、FUSが多量化して病態形成に与える影響を解明するため、特に以下の３点について研究を行っている。
①FUSの段階的多量体化機構の分子機序解明
②FUSの多量体化が封入体形成、及び神経細胞感伝播に与える役割の解明
③FUSの多量体化がFUSによる神経毒生に与える役割の解明
①についてBiLC法、PLA法を用いてFUSのN-N型oligomerを測定・可視化する実験系を作成し、AdOX投与によるアルギニンの非メチル化によってN-N型oligomer量が低下することを見出した。またpoint mutationを導入して責任アルギニンを網羅的に探索し、495, 498, 503番アルギニンをアラニンに置換したFUSはoligomer形成能、そして伝播能を消失することを見出した。②について、アルギニンの非メチル化が培養細胞、及びAAV発現系を用いたFUS神経細胞間伝播可視化実験系において、マウス脳神経細胞でFUSの神経細胞間伝播を促進することを見出した。①、②の結果から、アルギニンの非メチル化はN-N型oligomer量を低下させることで神経細胞間を伝播する可能性が示唆された。③について、AAV発現系を用いた野生型およびALS変異型FUSを神経細胞に発現するコンストラクトを作成し、P0マウスに感染させることで、脊髄運動ニューロンにFUSを発現する実験系を作出した。またrota-rodテストによって協調運動機能低下が認められている。現在継続飼育中である
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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
①研究について、BiLC、PLC、それぞれを利用した細胞オリゴマー実験系を作出し、495, 498, 503番アルギニンのメチル化がオリゴマー形成に重要であることを見出し、当初の計画以上に進んでいる。②研究について、BiLC、マウス脳を用いた伝播測定、可視化実験系の作成に成功し、アルギニンのメチル化が神経細胞間伝播に重要であることをin vivoレベルで見出し、当初の計画以上に進んでいる。③研究について、AAV発現系の作成は完了したが、FUSによる神経毒性を評価するに至っていないことから、やや遅れていると考えられる。これらの結果から、全体としておおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
①についてさらにPLC法を用いてNC型oligomerを評価することで、NN型 NC型oligomerそれぞれのswitchingを評価する実験系を作出し、その機序解明を行う。
②について、青色光刺激により二量体を形成するCRY2oligタグをFUSのアミノ末端に付加し、光刺激によってFUSのN-N型多量体化を誘導する実験系を作出する。本実験系を用い、FUSが光刺激依存的に細胞質封入体を形成するか検討し、さらにその形成に関わるFUSの機能領域を明らかにすることで、FUSの封入体形成機序を解明する。
③について前年度作出した野生型、fALS変異型AAV9-FUS発現系を用い、脊髄運動ニューロンの機能障害を評価する。
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| Causes of Carryover |
R3年度主たる勤務地が東京大学から国立精神神経医療研究センターに異動し、特にマウスを用いた動物実験に遅れが生じた。R4年度に遅れた分の研究を実施する予定であり、次年度使用額が生じた。
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