アルツハイマー病の発症と進行を説明する脳内ターゲット分子の探索

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24310144
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 桑野 良三 新潟大学, 脳研究所, 教授 (20111734)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: アルツハイマー病 / ゲノム / 脳組織 / 遺伝子発現 / ターゲット分子 / 培養細胞 / 染色体 / リスク遺伝子

Research Abstract

研究目的:
多くの病気と同じようにアルツハイマー病(AD)は、個人ゲノムの多様性を背景に発症すると考えられ、SNPをベースとした大規模ゲノムワイド関連解析(GWAS : Genome-wide Association Study)が行われた。その結果、リスクSNPのほとんどはイントロンや遺伝子間にあることから、そのリスク領域のゲノム科学的な意味づけが不明である。GWASのリスク領域とAD発症それに続く病気進行に直接関与する機能遺伝子の同定を、従来の方法に加えて核内ゲノム高次構造から解明する戦術を立てた。本研究の最終目的は、リスクSNP(または領域)のゲノム機能から、正常～発病～進行過程を説明するターゲット分子を同定することである。
研究実施計画:
受精後個人ゲノム配列は変わらないが、加齢や生活習慣などの体内外環境の影響を受けて、ADを発症する。正常～ADに移行する神経細胞と正常機能を維持している神経細胞核内では、リスク領域(SNP)とAD発症遺伝子は異なる高次構造をとると仮説を立てた。それを証明するために、H24年度はChromsome Confomation Capture-Sequence (3C-Seq)法を導入し、(1)培養細胞系で染色体ゲノム上の離れた遺伝子(群)を同定する技術の確立、(2)ヒト凍結脳から調製した神経細胞核内ゲノムの高次構造解析を行う。
意義・重要性:
GWASで発見されたリスク領域は、タンパク構造自体に変異を与えることは少ない。本研究は、リスク領域が直接制御する遺伝子は離れている(異なる染色体を含む)ことを証明する点に意義がある。

Current Status of Research Progress

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

Reason

培養細胞系を用いて神経細胞特異的な転写調節機構をゲノム高次構造から解明する研究を推進している。
神経細胞由来SK-N-SHならびにグリア細胞由来U-251MGにおいて、高発現および低発現遺伝子をエクソンアレイによって選ぶことができた。次に、基礎研究として既報の遺伝子を元に3C実験を行い追試し、解析技術をほぼ確立できたので、我々の注目する遺伝子に応用する段階に進んだ。

Strategy for Future Research Activity

3Cの基本的技術は目途が立ったので、高発現/低発現の遺伝子とキメラを形成する遺伝子制御ゲノム配列を同定する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

初年度は培養細胞系による分析技術の確立を主として行った。ゲノム調製、ゲノム切断、キメラ遺伝子作製,次世代シークエンサーによるデータ取得などの条件検討の結果確立した方法にしたがって研究を加速するために、2年目以降は技術補佐員を雇用する経費に一部を当てる。