2023 Fiscal Year Annual Research Report
A study on Purkinje cell-specific gene expression in SCA31 model mice
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21K07432
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
石川 欽也 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 教授 (30313240)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳原 大 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90252725)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 脊髄小脳変性症 / ＲＮＡ / ＲＮＡ結合蛋白 / RNA-seq / プルキンエ細胞 / 動物モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は本研究の開始前に脊髄小脳失調症31型(SCA31)の原因である5塩基繰り返し配列UGGAAリピートを過剰発現するBAC Transgenic マウスを開発し、このマウスが通常の歩行課題では68週齢で異常を示すことを発見していた。SCA31でなぜプルキンエ細胞が変性・脱落するかという分子病態をより明確に把握するため、本研究では小脳の重要な機能である運動学習と運動制御を検証しやすいsplit beltトレッドミル法を用いてモデルマウスでの脳機能異常の早期発見を目指し、UGGAAリピートがどのような分子を介してプルキンエ細胞で病態を起こすかを明らかにすることを計画した。
分担研究者の柳原大らは同BAC Transgenic マウスについてsplit beltトレッドミル法を用いて対照型マウスとの比較で、運動学習能の異常を探索した。元々の表現型の程度が軽いことなどからも十分な個体数を得て検証すのには時間を要した。最終的には運動学習能と言う観点からは本マウスの表現形は軽いことが判明した。
代表研究者石川は、マウスにおける発現解析を進めたが、プルキンエ細胞の脱落に繋がる異常を見い出すことが困難であった。このため、RNA-seqを用いて患者脳でのRNA発現解析を実施し、その異常の中からマウスでの一致性を検証することにした。その結果、患者脳では様々な遺伝子の発現増加・低下を発見し、対照健常者や対照疾患患者脳（SCA31以外の小脳変性症）との違いを表す遺伝子や、小脳変性症に共通する遺伝子の変動も検出し、そのうち特に病的意義が確からしいものに関してはRT-PCR法でも確認した。タンパクレベルでも免疫組織化学法で確認できた分子もある。これらについてはBAC transgenicマウスでは確認できず、最終的に患者脳とモデルマウスとの差は、病変の程度の差に依るものと考察した。
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[Journal Article] FUS regulates RAN translation through modulating the G-quadruplex structure of GGGGCC repeat RNA in C9orf72-linked ALS/FTD2023
Author(s)
Fujino Y, Ueyama M, Ishiguro T, Ozawa D, Ito H, Sugiki T, Murata A, Ishiguro A, Gendron T, Mori K, Tokuda E, Taminato T, Konno T, Koyama A, Kawabe Y, Takeuchi T, Furukawa Y, Fujiwara T, Ikeda M, Mizuno T, Mochizuki H, Mizusawa H, Wada K, Ishikawa K, Onodera O, Nakatani K, Petrucelli L, Taguchi H, Nagai Y.
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Journal Title
Elife. 2023 Jul 18;12:RP84338.
Volume: 12
Pages: 84338
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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