2013 Fiscal Year Annual Research Report
共通分子UBQLN2を通じたポリグルタミン病・ALS/FTLDの統合的病態解明
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25293207
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
田中 章景 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30378012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土井 宏 横浜市立大学, 医学部, 講師 (10326035)
児矢野 繁 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (50315818)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 脳神経疾患 / 神経科学 |
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| Research Abstract |
我々はALS/FTLD、ポリグルタミン病の神経細胞変性におけるUBQLN2の役割を解明することを目的として研究を開始している。平成25年度はUBQLN2の機能解析を開始するに当たり、ALSの原因として複数家系で確認されている変異を選び、変異型UBQLN2発現ベクターの作製を行った。一過性の過剰発現系において変異型UBQLN2と野生型UBQLN2を発現させ、プロテアソーム阻害薬、オートファジー阻害薬、ERストレス誘導役など様々なストレスに対する反応を検討したが、現在のところ変異型UBQLN2と野生型UBQLN2の挙動に変化は見られていない。今後ユビキチンプロテアソーム系、オートファジー系の構成因子との結合の差の検討や細胞に与えるストレスの種類を変えて変異型UBQLN2と野生型UBQLN2挙動の差を解明していくと同時にノックダウンの影響を予定通り追加検討していくこととしている。本研究では、ALSにおける我々のUBQLN2のloss of function仮説をin vivoで証明するために、Ubqln2の運動ニューロン特異的ノックアウトマウスを作成し、機能解析、治療介入を行うことが最も重要な課題となっている。そのためにloxP配列でUbqln2遺伝子を挟み込むloxP-Ubqln2マウスと、運動ニューロン特異的なCre発現をおこすVAchT-Creマウスの交配により、運動ニューロン特異的なUbqln2ノックアウトマウスを作製することを目的に研究に着手している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度は主に培養細胞系を用いて ①UBQLN2のユビキチン-プロテアソーム系、またオートファジー系における役割の解明、また②野生型、変異型UBQLN2の過剰発現、野生型UBQLN2のノックダウンによってもともと凝集性の高いRNA結合タンパク(TDP-43, FUS/TLS)の凝集が見られるか、そして神経毒性が発揮されるかどうかを検証する予定であった。培養細胞系の実験系の構築に関しては順調に進んだが、まだ野生型UBQLN2と変異型UBQLN2の機能の差を示す確証が得られていないので、不十分な面もある。一方UBQLN2の運動ニューロン特異的コンディショナルノックアウトマウスを作成に関しては、平成25年度はUbqln2のターゲティングベクター構築を行い、ES細胞への導入を行った。ターゲッティングベクターが組み込まれたES細胞クローンが順調に得られており、現在はキメラマウスを作製している段階である。マウス作成実験に関しては順調に進んでいるため、研究全体としては概ね予定通りに進行していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
培養細胞系を用いた UBQLN2とユビキチン-プロテアソーム系、またオートファジー系における役割の解明については、通常用いられるプロテアソーム阻害剤、オートファジー阻害剤負荷などでは、野生型と変異型の挙動の差が見られない。今後はRNA結合タンパク質やポリグルタミンタンパク質など凝集性の高いタンパク質を付加した際に、そのタンパク質処理や神経毒性に対して、野生型と変異型UBQLN2の過剰発現または野生型UBQLN2のノックダウンが与える影響が変化するかを検討する予定である。また、野生型、変異型UBQLN2とユビキチンプロテアソーム系、オートファジー系の構成因子との結合の差も解析していく予定である。野生型と変異型の過剰発現、または野生型のノックダウンの細胞に対する影響が細胞死や凝集タンパク質増加といった通常の解析でとらえられる変化として検出できなかった場合は、質量解析装置を用いた凝集物質プロテオミクス解析を行うことによって変化を検出したいと考えている。また平成26年度は質量解析装置を活用してリン酸化を含むUBQLN2翻訳後修飾の同定、翻訳後修飾によるUBQLN2の機能調節機構の解明に着手し、また新規UBQLN2結合タンパク質同定も行っていく予定である。Ubqln2の運動ニューロン特異的ノックアウトマウスの作成に関しては順調に進んでおり、引き続き作成を継続していく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
培養細胞系実験に要する費用が、当初の予定に比べて少額で済んだため。
平成26年度は培養細胞系実験において要する費用が平成25年度に比べて増大するため、それらの消耗品費として使用する予定である。
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[Journal Article] RNP2 of RNA recognition motif 1 plays a central role in the aberrant modification of TDP-432013
Author(s)
Iguchi Y, Katsuno M, Ishigaki S, Ikenaka K, Fujioka Y, Honda D, Niwa J, Tanaka F, Watanabe H, Adachi H, Sobue G
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Journal Title
PLoS One
Volume: 8
Pages: e66966
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Ablation of Keratan Sulfate Accelerates Early Phase Pathogenesis of ALS2013
Author(s)
Hirano K, Ohgomori T, Kobayashi K, Tanaka F, Matsumoto T, Natori T, Matsuyama Y, Uchimura K, Sakamoto K, Takeuchi H, Hirakawa A, Suzumura A, Sobue G, Ishiguro N, Imagama S, Kadomatsu K
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Journal Title
PLoS One
Volume: 8
Pages: e66969
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] dnc-1/dynactin 1 knockdown disrupts transport of autophagosomes and induces motor neuron degeneration2013
Author(s)
Ikenaka K, Kawai K, Katsuno M, Huang Z, Jiang YM, Iguchi Y, Kobayashi K, Kimata T, Waza M, Tanaka F, Mori I, Sobue G
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Journal Title
PLoS One
Volume: 8
Pages: e54511
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 熱ショック因子1は球脊髄性筋萎縮症の運動神経変性を抑える2013
Author(s)
近藤直英, 勝野雅央, 足立弘明, 南山 誠, 土井英樹, 松本慎二郎, 宮崎 雄, 飯田 円, 中辻秀朗, 藤内玄規, 石垣診祐, 藤岡祐介, 渡辺宏久, 田中章景, 祖父江元
Organizer
第36回日本神経科学大会 Neuro 2013
Place of Presentation
国立京都国際会館（京都府京都市左京区）
Year and Date
20130620-20130623
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