Optineurinによる筋萎縮性側索硬化症発症機序の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25461280
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 永野 義人 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 助教 (50397973)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 哲也 広島大学, 病院(医), 講師 (00435942) ; 松本 昌泰 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 教授 (20192346)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 筋萎縮性側索硬化症 / Optineurin / autophagy / TRAF6 / NFkB

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画は筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因遺伝子であるOptineurinが筋萎縮においてどのように機能しているのかを明らかにするものである。Optineurinはその点変異が家族性ALSの原因となることが報告されているが、その発症機序との関連はいまだわかっていない。これまでの報告でOptineurinはオートファジーレセプターとして機能することや転写因子であるNF-kBの活性化を調節することがわかっている。筋萎縮にはこの２つの機能が関わっていることが報告されており、Optineurinが筋肉内で何らかの機能を担っている可能性がある。我々はまずマウスの坐骨神経を切除することで筋萎縮を起こさせ、筋肉内のOptineurinのmRNA, 蛋白発現レベルをそれぞれRT-PCR,　ウエスタンブロッティング法にて解析し、興味深い結果を得ている。この筋萎縮モデルマウスの前脛骨筋にOptineurinに対するsiRNAをelectroporationにより遺伝子導入した上で、坐骨神経を切断し、Optineurinのノックダウンによる筋萎縮への影響を病理学的に解析している。培養細胞を用いた実験では、筋萎縮に関わり、NF-ｋBとも関わることがすでに報告されているTRAF6とOptineurinのｃDNAを用いて、免疫沈降法による結合実験やユビキチン化実験を行い、非常に興味深い結果を得ている。両分子が相互的作用し筋萎縮に関与することが考えられ、脱神経モデルマウスを用いて、in vivoでの機能を明らかにするべく研究を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

マウス筋肉内への遺伝子導入効率が一定でなく、条件検討にかなりの時間を要した。当初の予想と異なった結果を得たため、新たな発現ベクターの作製が必要となり、培養細胞ならびに脱神経モデルマウスを用いた実験がやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今後の方針は脱神経モデルマウスを用いて、Optineurin siRNAを筋肉内に導入した際のNF-kB経路やautophagy経路の活性化について生化学的解析を進める。さらに野生型・変異型Optineurinを筋肉内に強発現させた時の筋萎縮への影響を病理学的に評価する予定である。

Causes of Carryover

本年度予定していた学会での研究発表が行えず、旅費を計上していないことと、新規の遺伝子導入装置の購入を予定していたが、広島大学にある既存の遺伝子導入装置で代用して継続利用したため次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

本年度はNF-kB活性の測定キットや抗体、筋肉用siRNAの購入を予定している。さらに実験用マウスとして、ALSモデルマウスを購入する予定である。新しい遺伝子導入装置は筋肉内への遺伝子導入が改善しない場合に購入を検討している。