TDP-43の伝播仮説の包括的検証ー上位運動神経から筋肉までの順行・逆行経路ー

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K15637
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 坪口 晋太朗 新潟大学, 脳研究所, 助教 (50912002)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 筋萎縮性側索硬化症

Outline of Annual Research Achievements

筋萎縮性側索硬化症（ALS）では，異常TDP-43が，局所から伝播し広がることで病態が進展する仮説が提唱されている．しかし，実際に生体の運動神経回路内を異常TDP-43が伝播しうるのかは明らかになっていない．本研究では，大脳・脊髄・筋細胞の任意の領域において，細胞種特異的にTDP-43凝集体を形成するALSモデルマウスを確立し，運動神経回路内を異常TDP-43が伝播するか，その伝播様式を明らかにすることを目的とする．アデノ随伴ウイルス（Adeno-associated virus: AAV）を用い，マウス大脳・脊髄・筋の各領域・細胞種特異的に，TDP-43凝集体を形成し，運動神経回路内における異常TDP-43の伝播様式を明らかにする．本研究から，TDP-43の伝播によるALSの病態進展に対する治療戦略の確立に貢献する．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度はまず，凝集体を形成しうるTDP-43変異を選定し，その発現プラスミドを作製した．培養細胞で強制発現したところ，顕著なTDP-43陽性の凝集体を形成することを確認した．次に，この変異TDP-43を発現するAAVを作製し，大脳皮質に注入したところ，神経細胞にTDP-43凝集体を誘導できることがわかった．以上から，大脳皮質に異常TDP-43を誘導するモデルを確立することができた．本モデルでは，大脳皮質のニューロンが経時的に減少していくことがわかった．また，運動機能の経時的な評価を行ったところ，長期には顕著な変化が現れないことが明らかになった．一方，脊髄に変異TDP-43を発現するAAVを注入したところ，同様に異常TDP-43の発現を誘導できることを確認した．得られた2つのモデルにより，TDP-43による病態進展の機序を理解する実験モデルを確立することができた．これらの成果は，ALSの病態機序の理解と治療標的の探索へつながるものと期待される．

Strategy for Future Research Activity

大脳皮質に異常TDP-43を誘導するモデルにおいて，脊髄錐体路ないし脊髄灰白質に，異常TDP-43が伝播するかを検証する．伝播するならば，神経細胞に伝播するのか，もしくはグリア細胞に伝播するのかを検証する．さらに，グリア細胞の活性化についても検証する．脊髄に変異TDP-43を誘導するモデルにおいては，脊髄のニューロンの経時的変化を確認する．脊髄のニューロンは，運動ニューロンと介在ニューロンそれぞれについて変化を検証する．また，筋細胞に変異TDP-43を誘導する実験モデルを確立する．

Causes of Carryover

次年度は，今年度同様に，アデノ随伴ウイルス（Adeno-associated virus: AAV）を用いた実験の継続を行う．同実験に必要な物品の購入を予定する．