The molecular functions of Optineurin in the ALS pathogenesis

2016 Fiscal Year Annual Research 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• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 哲也 広島大学, 病院(医), 講師 (00435942) ; 松本 昌泰 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 教授 (20192346) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 筋萎縮性側索硬化症 / Optineurin / autophagy / NF-kB

Outline of Annual Research Achievements

本研究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かを明らかにするものである。これまでの報告では、Optineurinはオートファジーレセプターとして機能することや細胞の増殖、分化などに関わる転写因子であるNF-kB活性を調節することがわかっている。我々はマウスの坐骨神経を切除した後、その支配筋である前脛骨筋でのOptineurinの発現をウエスタンブロッティングにて確認したところ、脱神経により萎縮した筋内においてOptineurinの発現が有意に増加している結果が得られた。このことから我々はOptineurinが①筋萎縮を抑制する機能を有する、②筋分化（筋新生）を促進する機能を有する可能性を考えた。この2つの仮説を検証するため、マウス筋芽細胞であるC2C12細胞を用いて筋萎縮と筋分化におけるOptineurinの機能評価を行った。C2C12は低血清の分化培地で培養することにより、myocyte, myotubeに分化し融合していく。分化させたC2C12にTweakという薬剤を加えるとmyotubeの線維は細くなり、筋分化のマーカーであるMyHCの発現が低下するため、筋萎縮のモデル細胞として用いることが可能である。この筋萎縮モデル細胞を用いてTweak処理後のOptineurinの発現を確認したが、蛋白、mRNAレベルともに発現の変化は認めなかった。一方、筋分化におけるOptineurinの機能評価のため、C2C12を分化培地で培養し、Optineurinの発現を確認すると、時間経過とともに蛋白発現は低下し、siRNAでOptineurinをノックダウンした細胞では筋分化が促進された。このことからOptineurinはTweakによる筋萎縮には関与しないが、筋分化に対して抑制的に機能すると考えられた。