脊髄小脳失調症３１型のＲＮＡ病因説に対するプロテオーム解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24591255
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 吉田 邦広 信州大学, 医学部, 特任教授 (90242693)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小柳 清光 信州大学, 医学部, 特任教授 (00134958)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 脊髄小脳失調症31型 / プルキンエ細胞 / Golgi装置断片化 / RNA結合蛋白

Outline of Annual Research Achievements

脊髄小脳失調症31型（SCA31）2名の剖検脳の神経病理学的な検討を行った。SCA31小脳プルキンエ細胞では周囲に特徴的なhalo構造を有する変性過程とそれを有さない変性過程があることを指摘した（Yoshida K, et al. Neuropathology 2014）。両者の比率は患者によってまちまちであったが、特徴的なhalo構造を有する変性プルキンエ細胞ではそうでない細胞に比べてGolgi装置の断片化が高率に起きていた。このことは細胞周囲のhalo構造（主体はプルキンエ細胞体からの樹状突起の増生）の成因としてGolgi装置の機能障害による蛋白の仕分けの異常が関与している可能性が示唆された。
一方、SCA31の遺伝子異常は双方向性に転写されるBEAN/TK2が共有するイントロン内への(TGGAA)nの挿入変異とされる。SCA31のRNA病因説とは、(UGGAA)nを有するpre-messenger RNAが核内で種々の蛋白との相互作用により細胞毒性を発揮するというものである。この仮説に基づき、ビオチンラベルした(UGGAA)8プローブを用いて、マウス脳ホモジネートを試料としてDynabeads M-280によるpull-down法→LC-MS/MS解析により(UGGAA)8に結合する蛋白の同定を試みた。この結果、1つの候補蛋白を同定したが、これはミトコンドリア内膜に局在する蛋白であった。本来なら異常pre-messenger RNAは核内蛋白との相互作用を介してプルキンエ細胞の変性を惹起すると想定される。候補蛋白がミトコンドリアに局在するという事実は今回の実験条件下では本来、目的とする(UGGAA)n結合蛋白が拾えておらず、false positiveであるという可能性はある。ただ、神経病理学的には本症の変性プルキンエ細胞では高度の核の変形が見られることから、RNA分解を免れた異常pre-messenger RNA断片が脆弱な核膜をすり抜けて細胞質内で毒性を発揮するという機序も推察された。

Research Products

• [Journal Article] Rare frequency of downbeat positioning nystagmus in spinocerebellar ataxia type 31. (2015)
  • Author(s): Yabe I, Matsushima M, Yoshida K, Ishikawa K, Shirai S, Takahashi I, Sasaki H.
  • Journal Title: Journal of Neurological Sciences Volume: 350 Pages: 90-92
  • DOI: 10.1016/j.jns.2014.12.042
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Predominant cerebellar phenotype in spastic paraplegia 7 (SPG7). (2015)
  • Author(s): Yahikozawa H, Yoshida K, Shunichi S, Hanyu N, Doi H, Miyatake S, Matsumoto N.
  • Journal Title: Human Genome Variation Volume: 2 Pages: 15015
  • DOI: 10.1038/hgv.2015.12
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A 3-year cohort study of the natural history of spinocerebellar ataxia type 6 in Japan. (2014)
  • Author(s): Yasui K, Yabe I, Yoshida K, Kanai K, Arai K, Ito M, Onodera O, Koyano S, Isozaki E, Sawai S, Adachi Y, Sasaki H, Kuwabara S, Hattori T, Sobue G, Mizusawa H, Tsuji S, Nishizawa M, Nakashima K.
  • Journal Title: Orphanet Jounal of Rare Diseases Volume: 9 Pages: 118
  • DOI: 10.1186/s13023-014-0118-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ‘Cortical cerebellar atrophy’ dwindles away in the era of next-generation sequencing. (2014)
  • Author(s): Yoshida K, Miyatake S, Kinoshita T, Doi H, Tsurusaki Y, Miyake N, Saitsu H, Matsumoto N.
  • Journal Title: Journal of Human Genetics Volume: 59 Pages: 589-590
  • DOI: 10.1038/jhg.2014.75
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Late-onset spastic ataxia phenotype in a patient with a homozygous DDHD2 mutation. (2014)
  • Author(s): Doi H, Ushiyama M, Baba T, Tani K, Shiina M, Ogata K, Miyatake S, Yuzawa FY, Tsuji S, Nakashima M, Tsurusaki Y, Miyake N, Saitsu H, Ikeda S, Tanaka F, Matsumoto N, Yoshida K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 4 Pages: 7132
  • DOI: 10.1038/srep07132
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 脊髄小脳失調症31型の小脳プルキンエ細胞の形態変化とゴルジ装置断片化の検討. (2014)
  • Author(s): 吉田邦広, 浅川美果, 鈴木－香山絵美, 田畑賢一, 新宅雅幸, 池田修一, 小栁清光.
  • Organizer: 第55回日本神経病理学会総会学術研究会
  • Place of Presentation: 東京（学術総合センター）
  • Year and Date: 2014-06-05 – 2014-06-07
• [Presentation] 脊髄小脳失調症31型の自然史 (2014)
  • Author(s): 中村勝哉, 吉田邦広, 清水雄策, 兼子一真, 佐藤俊一, 矢彦沢裕之, 森田洋, 大原慎司, 矢沢正信, 牛山雅夫, 佐藤充人, 宮崎大吾, 井上敦, 池田修一.
  • Organizer: 第55回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡（福岡国際会議場、福岡サンパレス、福岡国際センター）
  • Year and Date: 2014-05-21 – 2014-05-24
• [Presentation] 小脳失調症のリズム解析評価の試み（第2報）. (2014)
  • Author(s): 安井建一, 田尻佑喜, 吉田邦広, 中島健二.
  • Organizer: 第55回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡（福岡国際会議場、福岡サンパレス、福岡国際センター）
  • Year and Date: 2014-05-21 – 2014-05-24
• [Book] 孤発性皮質性小脳萎縮症. 神経症候群（第2版）―その他の神経疾患を含めて―. II III 変性疾患（脊髄小脳変性症, 孤発性脊髄小脳変性症）（新領域別症候群シリーズNo.27） (2014)
  • Author(s): 吉田邦広（分担）
  • Total Pages: 903 (336-340)
  • Publisher: 日本臨床社