2022 Fiscal Year Research-status Report

Screening of a novel strain that suppresses neurodegeneration

Research Project

Project/Area Number	21K19458
Research Institution	Niigata University
Principal Investigator	山中智行新潟大学, 脳研究所, 准教授 (00381575)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	下郡智美国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (30391981)
Project Period (FY)	2021-07-09 – 2024-03-31
Keywords	タンパク質凝集体 / 神経変性疾患 / αシヌクレイン
Outline of Annual Research Achievements	異常タンパク質の凝集・蓄積は、多くの神経変性疾患に見られる共通の病態であり、神経の機能障害や細胞脱落に深く関わっている。これまで、これら毒性のある凝集体を消失させることが主な治療戦略であったが、現在は発症前の予防的な措置が重要と指摘されている。しかし、凝集の時期を正確に予見し予防薬を投与し続けることは現時点では難しい。さらに、最近、タンパク質凝集体がプリオンのストレインのように異なる病態を伝播することも見いだされ、疾患の治療・予防法の確立をより困難にしている。本研究では、発想を180度転換し、毒性のない良性の凝集体（ストレイン）を作製し、これを用いて凝集体の毒性化を競合的に阻害し神経変性を抑制するという、全く新しい治療戦略の確立に挑戦する。これまでに、αシヌクレインの変異体タンパク質ライブラリーを作成し、凝集反応後にプロテオミクスを行い、変異を網羅的に同定する実験系を確立してきたが、本年度は、同定された変異がどのように凝集を制御するかを明らかとし、第45回日本分子生物学会年会のサイエンスピッチやポスターで発表した。一方、疾患脳を用いたプロテオミクスによりαシヌクレインの新たな部位のリン酸化を同定し、これが毒性オリゴマー形成を誘導することも明らかとした（Matsui H,,, Yamanaka T et al. PNAS in press）。また、第12回生理研-脳研-ヒト進化研究センター合同シンポジウムでは、αシヌクレイン凝集体の伝播に関わる新規因子の同定について口頭発表した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason αシヌクレインの変異体タンパク質ライブラリーの構築により、凝集を促進・抑制する変異が得られており、その制御機構もわかりつつある。αシヌクレインの家族性変異体についても同様にタンパク質ライブラリーの作成を完了し、凝集に関わる変異も得られつつある。
Strategy for Future Research Activity	より定量的なデータを得るため、TMT標識法を用いた定量的質量分析の系を導入する。家族性変異体でも同実験を行い、凝集を抑制できる真の変異体を特定する。これについてvalidationを行うとともに、最終的には、細胞やマウス脳での伝播・毒性実験を行い、これらが良性ストレインとして機能するかを調べる。
Causes of Carryover	定量的質量分析や細胞、マウスでの伝播や毒性実験に多額の費用がかかるが、これらを次年度に回すことになったため次年度使用額が生じた。次年度はこれら実験系を用いて良性ストレインが存在するかの最終的な確定を行う。