2023 Fiscal Year Annual Research Report
病態脳における小胞体プロテオスタシス破綻によるコレステロール合成不全と脳萎縮
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22H02954
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
西頭 英起 宮崎大学, 医学部, 教授 (00332627)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上地 珠代 宮崎大学, 医学部, 准教授 (10381104)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 能萎縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳萎縮は、多くの神経変性疾患と老化に共通する進行性の病態変化である。脳神経疾患では、オルガネラ機能の破綻が関与するが、なかでも小胞体との関連がとくに注目されている。これまでの小胞体品質管理に関する研究から、小胞体プロテオスタシス破綻が神経細胞のコレステロール合成を抑制し、そのため神経突起が短縮し、結果として脳萎縮に繋がることを発見してきた。コレステロールは、血液脳関門をほとんど通過しないため脳内で恒常的に合成される必要がある。本研究では、病態脳内においてプロテオスタシスの破綻により、コレステロール合成に必須な膜型転写因子SREBP-2の活性化が阻害されることが脳萎縮の原因であるとの仮説をたて、その分子メカニズムを解明する。脳神経疾患に共通する「プロテオスタシス破綻」と「脳萎縮」、さらにそのメカニズムとして「脳内コレステロール合成」に着目している。R4年度に明らかとなったコレステロール合成に関わるDerlin/SREBP-2複合体について、小胞体ストレス時のDerlin/ERAD複合体と比較することで、空間的差異を検討し、下記についての進捗を得た。
IProximity ligation assay（PLA）による検討
Retention using selective hooks（RUSH）assayによる検討
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
R5年度は下記の研究成果により想定以上の知見を得ることができ、令和6年度以降の研究につながると期待する。
神経細胞内の小胞体上でのDerlin-SREBP-2制御場に関する知見について。
１）コレステロール要求性のDerlin複合体形成について、それぞれの細胞内在性分子抗体、Tagノックイン細胞を用いて、神経細胞内での制御場をイメージング解析し、老化脳で観察されるプロテアソーム阻害依存的な変動についての知見を得た。
２）突起伸長時のSREBP-2の小胞体からゴルジ体への動的変化について、RUSHアッセイにより小胞体ストレス時の変化を捉えることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
R5年度までの研究成果をもとに、R6年度以降は下記内容について推進する。
病態モデルでの検証：in vitro実験から明らかになるメカニズムについて、polyQ病および老化マウスで検証する。「in vitro疾患モデル実験での検討」「in vivo疾患モデル実験での検討」
脳萎縮緩和のための分子標的の探索：多くの神経変性疾患では、小胞体ストレスが惹起される。その緩和にはケミカルシャペロンのような化合物が効果的であるが、前述のとおり治療薬としては困難が伴う。一方で、Derlin KOマウスを用いた予備的知見から、Derlin-SREBP-2経路を活性化することができれば、少なくとも脳萎縮による病態進行を抑制できると考えられ、そのための分子標的を探索する。「Derlin非依存的にコレステロール合成を可能にする分子の探索」
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