ＴＤＰ４３プロテイノパチ－におけるＲＮＡ代謝異常：ストレス顆粒形成機構の解明

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23500424
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 森 文秋 弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60200383)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丹治 邦和 弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10271800) ; 若林 孝一 弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50240768)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: TDP43 / ストレス顆粒 / ブニナ小体 / FUS / optineurin / 筋萎縮性側索硬化症 / TDP43プロテイノパチー

Research Abstract

ストレス顆粒は、ストレス環境下で、RNAとRNA結合タンパク質によって細胞質に形成され、異常なタンパク質の集積を防ぐ。本研究では、TDP-43プロテイノパチーにおけるストレス顆粒の組織分布、細胞内局在、さらに酸化ストレスの負荷あるいは減弱時のストレス顆粒の動態を調べることにより、RNA結合タンパク質であるTDP-43の封入体形成過程、ブニナ小体、神経細胞死との関連を明らかにし、TDP-43プロテイノパチーにおけるストレス顆粒の形成機構とその意義を解明することを目的とした。本年度は、ヒト剖検組織におけるストレス顆粒の組織分布および細胞内局在を明らかにするために、筋萎縮性側索硬化症患者の下位運動ニューロンにおけるブニナ小体、TDP-43封入体とストレス顆粒の関連性を検討した。その結果、(1)ストレス顆粒マーカータンパク質の発現が、筋萎縮性側索硬化症患者の脊髄前角ニューロンでは、正常コントロールのそれよりも減弱していること、(2)ストレス顆粒マーカータンパク質は、ブニナ小体の近傍に存在していること、(3)TDP-43封入体の約１０％がストレス顆粒マーカータンパク質の免疫染色性を示すことなどがわかった。これらの所見は、筋萎縮性側索硬化症の病態メカニズムにおいてストレス顆粒が重要な役割を果たしていることを示している。また、家族性筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子がコードするタンパク質であるFUSならびにoptineurinが、ハンチントン病を含むポリグルタミン病ならびに核内封入体病の核内封入体に局在することと併せて考えると、筋萎縮性側索硬化症以外の神経変性疾患においてもストレス顆粒が関与する病態メカニズムが想定される。ストレス顆粒が関与する病態メカニズムの解明が、筋萎縮性側索硬化症のみならず、これらの神経変性疾患の治療法開発に役立つ可能性がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成２３年度は、トランスジェニックマウスに導入する変異遺伝子の選定ができていないため、TGマウスの作出が行えなかったので、TDP-43プロテイノパチーモデルマウスにおけるSG形成の動態をを検討できなかった。

Strategy for Future Research Activity

平成２３年度はトランスジェニックマウスの発注ならびにTGマウスの作出ができなかったので、当初使用する予定の研究費を平成２４年度に繰り越した。平成２４年度に、繰り越した研究費により、トランスジェニックマウスの発注ならびにPrionプロモーター下にヒトTDP-43遺伝子変異を導入したTGマウス（A315TTARDBP-TG; Jackson Lab.）を購入する。一方、若年性ALS患者のTDP-43遺伝子変異を導入したTGマウスを外部委託により早急に作出すると同時に、購入したTGマウスを使用して平成２４年度の計画を遂行する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

トランスジェニックマウスの発注ならびにPrionプロモーター下にヒトTDP-43遺伝子変異を導入したTGマウス（A315TTARDBP-TG; Jackson Lab.）を購入する。一方、若年性ALS患者のTDP-43遺伝子変異を導入したTGマウスを外部委託により早急に作出する。それと同時に、購入したTGマウスを使用して、以下の平成２４年度の計画であるTGマウスにおけるSGの動態の検討を行う。Prionプロモーター下にヒトTDP-43遺伝子変異を導入したTGマウス（A315TTARDBP-TG; Jackson Lab.より購入）を用いて行動学的解析ならびに生化学的解析を行う。生後2,4,8,16,32週に、頸椎脱臼後、脳を取り出し、サンプルを抽出してTDP-43、Cystatin C、SGマーカータンパク質(TIAR, TIA-1, eIF3η, HuR)をウエスタンブロットで定量する。同一週齢で、凍結切片を作成後、TDP-43、Cystatin C、SGマーカーのcDNAオリゴヌクレオチドを用いたISH法によりmRNA発現分布を検討する。さらに、免疫組織化学的解析を行う。外部委託により作出されたTGマウスを実験動物施設に検査、導入後、同様の実験を実施する。

Research Products

• [Journal Article] Abnormal tau deposition in neurons, but not in glial cells in the cerebral tissue surrounding arteriovenous malformation (2012)
  • Author(s): Kon T, Mori F, Tanji K, Miki Y, Tomiyama M, Baba M, Umehara Y, Kurotaki H, Wakabayashi K
  • Journal Title: Neuropathology Volume: 32 Pages: 267-271
  • DOI: 10.1111/j.1440-1789.2011.01249.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Status epilepticus associated with extensive axonal swelling in the unilateral cerebral cortex and hippocampus (2012)
  • Author(s): Mori F, Tanji K, Miki Y, Nishijima H, Baba M, Kurotaki H, Wakabayashi K
  • Journal Title: Neuropathol Appl Neurobiol Volume: 38 Pages: 387-390
  • DOI: 10.1111/j.1365-2990.2011.01223.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optineurin immunoreactivity in neuronal nuclear inclusions of polyglutamine diseases (Huntington's, DRPLA, SCA2, SCA3) and intranuclear inclusion body disease (2012)
  • Author(s): Mori F, Tanji K, Toyoshima Y, Yoshida M, Kakita A, Takahashi H, Wakabayashi K
  • Journal Title: Acta Neuropathol Volume: 123 Pages: 747-749
  • DOI: 10.1007/s00401-012-0956-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Immunohistochemical analysis of Marinesco bodies, using antibodies against proteins implicated in the ubiquitin-proteasome system, autophagy and aggresome formation (2012)
  • Author(s): Odagiri S, Tanji K, Mori F, Kakita A, Takahashi H, Kamitani T, Wakabayashi K
  • Journal Title: Neuropathology Volume: 32 Pages: 261-266
  • DOI: 10.1111/j.1440-1789.2011.01267.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Autophagic adapter protein NBR1 is localized in Lewy bodies and glial cytoplasmic inclusions and is involved in aggregate formation in alpha-synucleinopathy (2012)
  • Author(s): Odagiri S, Tanji K, Mori F, Kakita A, Takahashi H, Wakabayashi K
  • Journal Title: Acta Neuropathol Volume: 124 Pages: 173-186
  • DOI: 10.1007/s00401-012-0975-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Immunohistochemical study of microscopic globular bodies of normal human brain (2011)
  • Author(s): Odagiri S, Mori F, Tanji K, Kuroda N, Wakabayashi K
  • Journal Title: Biomed Res Volume: 32 Pages: 337-342
  • URL: http://JST.JSTAGE/biomedres/32.337
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synphilin-1-Binding Protein NUB1 is Colocalized With Nonfibrillar, Proteinase K-Resistant alpha-Synuclein in Presynapses in Lewy Body Disease (2011)
  • Author(s): Tanji K, Mori F, Kito K, Kakita A, Mimura J, Itoh K, Takahashi H, Kamitani T, Wakabayashi K
  • Journal Title: J Neuropathol Exp Neurol Volume: 70 Pages: 879-889
  • DOI: 10.1097/NEN.0b013e3182303745
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FUS immunoreactivity of neuronal and glial intranuclear inclusions in intranuclear inclusion body disease. (2011)
  • Author(s): Mori F, Tanji K, Kon T, Odagiri S, Hattori M, Hoshikawa Y, Kono C, Yasui K, Yokoi S, Hasegawa Y, Yoshida M, Wakabayashi K
  • Journal Title: Neuropathol Appl Neurobiol Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1111/j.1365-2990.2011.01217.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ubiquitin-related proteins in neuronal and glial intranuclear inclusions in intranuclear inclusion body disease (2011)
  • Author(s): Mori F, Tanji K, Odagiri S, Hattori M, Hoshikawa Y, Kono C, Yasui K, Yokoi S, Hasegawa Y, Kamitani T, Yoshida M, Wakabayashi K
  • Journal Title: Pathol Int Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 筋萎縮性硬化症とTDP43 (2011)
  • Author(s): 森 文秋、丹治邦和、若林孝一
  • Journal Title: Cognition and Dementia Volume: 10 Pages: 113-120
• [Journal Article] Dysfunction of extrasynaptic GABAergic transmission in PRIP-1 KO mice is associated with an epilepsy phenotype (2011)
  • Author(s): Zhu G, Yoshida S, Migita K, Yamada J, Mori F, Tomiyama M, Wakabayashi K, Kanematsu T, Hirata M, Kaneko S, Ueno S, Okada M
  • Journal Title: J Pharmacol Exp Ther Volume: 340 Pages: 520-528
  • DOI: jpet.111.182386 [pii] 10.1124/jpet.111.182386
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Alteration of autophagosomal proteins (LC3, GABARAP and GATE-16) in Lewy body disease (2011)
  • Author(s): Tanji K, Mori F, Kakita A, Takahashi H, Wakabayashi K
  • Journal Title: Neurobiol Dis Volume: 43 Pages: 690-697
  • DOI: S0969-9961(11)00191-4 [pii] 10.1016/j.nbd.2011.05.022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The AAA-ATPase VPS4 Regulates Extracellular Secretion and Lysosomal Targeting of alpha-Synuclein (2011)
  • Author(s): Hasegawa T, Konno M, Baba T, Sugeno N, Kikuchi A, Kobayashi M, Miura E, Tanaka N, Tamai K, Furukawa K, Arai H, Mori F, Wakabayashi K, Aoki M, Itoyama Y, Takeda A
  • Journal Title: PLoS One Volume: 6 Pages: e29460
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0029460 PONE-D-11-16721 [pii]
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Immunoreactivity of ubiquitin-related proteins in neuronal and glial intranuclear inclusions in intranuclear inclusion body disease (2011)
  • Author(s): Mori F, Tanji K, Odagiri S, Hattori M, Hoshikawa Y, Kono C, Yasui K, Yokoi S, Hasegawa Y, Kamitani T, Yoshida M, Wakabayashi K
  • Organizer: The Second Congress of Asian Society of Neuropathology
  • Place of Presentation: Beijing, China
  • Year and Date: November 5th, 2011
• [Presentation] 熱処理後proteinase K処理によるTDP-43免疫染色性の増強 (2011)
  • Author(s): 森 文秋、丹治 邦和、柿田 明美、高橋 均、若林 孝一
  • Organizer: 第52回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011年6月4日
• [Presentation] 核内封入体病におけるFUSの免疫組織化学的検討 (2011)
  • Author(s): 森 文秋、丹治邦和、今 智矢、小田桐紗織、服部 学、星川恭子、河野親夫、安井敬三、横井聡、長谷川康博、吉田真理、若林孝一
  • Organizer: 第52回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011年6月4日
• [Presentation] 軸索腫脹を伴う層状壊死を左大脳半球優位に認めた痙攣重積の1剖検例 (2011)
  • Author(s): 森 文秋、丹治 邦和、三木 康生、西嶌 春生、馬場 正之、黒滝 日出一、若林 孝一
  • Organizer: 第52回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011年6月4日