2段階モデルに基づく新規パーキンソン病マウスの確立

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25461291
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 舩山 学 順天堂大学, 医学部, 准教授 (70468578)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: CHCHD2 / ミトコンドリア / 複合体IV / パーキンソン病 / CRSPR/Cas9 / ノックインマウス

Outline of Annual Research Achievements

新規家族性パーキンソン病原因遺伝子CHCHD2 (coiled-coil-helix coiled-coil-helix domain containing 2) の病態生理を明らかにする目的で、CHCHD2ノックアウトマウスおよびパーキンソン病患者から同定されたパーキンソン病発症原因変異を導入したCHCHD2トランスジェニックマウスの作出を試みた。モデルマウス作出の前段階として、動物愛護法が定める3R (代替、削減、改善) に基づき、細胞モデルを作製し、種々の解析を実施した。CRISPR/Cas9システムをもちいてHEK293細胞、およびSH-SY5Y細胞のCHCHD2ノックアウトを試みた。いずれの細胞でもおよそ100分の1の確立で両アレルともノックアウトされた細胞の作製に成功した。この細胞に、CMVプロモーター下にヒトCHCHD2を導入した発現ベクターを導入し、細胞増殖、各種ミトコンドリア複合体タンパク質発現量、ミトコンドリア複合体IおよびIVの活性を測定した。その結果、CHCHD2ノックアウト細胞ではミトコンドリア複合体IVのサブユニットタンパク量が著しく低下しており、またミトコンドリア複合体IVの活性も同様に著明かつ有意に低下していることが明らかになった。一方細胞増殖速度は野生型CHCHD2過剰発現により一定の阻害効果が観察された。この結果から、野生型CHCHD2過剰発現は細胞毒性を示す可能性が示唆された。したがって、単純なCHCHD2トランスジェニックマウスではマウスにおけるCHCHD2の生理状態を逸脱し、観察したい病態生理が見いだせない可能性があることが明らかになった。そこで、トランスジェニックマウスの作出を中止し、ノックインマウスの作出を試みることに方針転換した。現在ノックインマウスの作出に向けベクターを構築中である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] メイヨークリニック, ジャクソンビル/ノースショア大学/スタンフォード大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: メイヨークリニック, ジャクソンビル/ノースショア大学/スタンフォード大学
  • # of Other Institutions: 1
• [Int'l Joint Research] テュービンゲン大学/リューベック大学/マックス・プランク研究所(ドイツ)
  • Country Name: GERMANY
  • Counterpart Institution: テュービンゲン大学/リューベック大学/マックス・プランク研究所
• [Int'l Joint Research] ブリティッシュコロンビア大学/トロント大学/オタワ大学(カナダ)
  • Country Name: CANADA
  • Counterpart Institution: ブリティッシュコロンビア大学/トロント大学/オタワ大学
  • # of Other Institutions: 1
• [Int'l Joint Research] ルクセンブルク大学(ルクセンブルク)
  • Country Name: LUXEMBOURG
  • Counterpart Institution: ルクセンブルク大学
• [Int'l Joint Research] パリ大学(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: パリ大学
• [Int'l Joint Research]
  • # of Other Countries: 25
• [Journal Article] FBXO7 mutations in Parkinson's disease and multiple system atrophy. (2016)
  • Author(s): Conedera S, Apaydin H, Li Y, Yoshino H, Ikeda A, Matsushima T, Funayama M, Nishioka K, Hattori N.
  • Journal Title: Neurobiology of Aging Volume: 40 Pages: 192.e1-192.e5
  • DOI: doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2016.01.003
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Schizophrenia as a prodromal symptom in a patient harboring SNCA duplication. (2016)
  • Author(s): Takamura S, Ikeda A, Nishioka K, Furuya H, Tashiro M, Matsushima T, Li Y, Yoshino H, Funayama M, Morinobu S, Hattori N.
  • Journal Title: Parkinsonism and Related Disorders Volume: 25 Pages: 108-109
  • DOI: doi: 10.1016/j.parkreldis.2016.01.028
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CHCHD2 and Parkinson's disease-Authors' reply. (2015)
  • Author(s): Funayama M, Hattori N.
  • Journal Title: Lancet Neurology Volume: 14 Pages: 682-683
  • DOI: doi: 10.1016/S1474-4422(15)00097-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial targeting sequence variants of the CHCHD2 gene are a risk for Lewy body disorders. (2015)
  • Author(s): Ogaki K, Koga S, Heckman MG, Fiesel FC, Ando M, Labbé C, Lorenzo-Betancor O, Moussaud-Lamodière EL, Soto-Ortolaza AI, Walton RL, Strongosky AJ, Uitti RJ, McCarthy A, Lynch T, Siuda J, Opala G, Rudzinska M, Krygowska-Wajs A, Barcikowska M, et al.
  • Journal Title: Neurology Volume: 85 Pages: 2016-2025
  • DOI: doi: 10.1212/WNL.0000000000002170
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Keeping Up with New Genetic Predispositions and Mutations in Parkinson’s Disease (2016)
  • Author(s): Funayama M, Hattori N
  • Organizer: 5th Asian and Oceanian Parkinson’s Disease and Movement Disorders Congress
  • Place of Presentation: マニラ、フィリピン
  • Year and Date: 2016-03-12 – 2016-03-12
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] CHCHD2は家族性パーキンソン病の新規原因遺伝子である (2015)
  • Author(s): 舩山 学、服部 信孝
  • Organizer: 第9回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス
  • Place of Presentation: 東京都品川区
  • Year and Date: 2015-10-15 – 2015-10-15
  • Invited
• [Presentation] CHCHD2 is novel gene for autosomal dominant Parkinson's disease (2015)
  • Author(s): Funayama M, Hattori N
  • Organizer: 10th Annual GEoPD Meeting in Tokyo
  • Place of Presentation: 東京都港区
  • Year and Date: 2015-10-02 – 2015-10-02
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Genetics of PD (2015)
  • Author(s): Funayama M
  • Organizer: Basic Scientists Summer School, Tokyo, Japan
  • Place of Presentation: 東京都千代田区
  • Year and Date: 2015-08-02 – 2015-08-02
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] CHCHD2は家族性パーキンソン病の新規原因遺伝子である (2015)
  • Author(s): 舩山 学
  • Organizer: 第56回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2015-05-23 – 2015-05-23
• [Remarks] 遺伝性パーキンソン病の集学的研究 ~分子遺伝学的アプローチからの解明を目指す~
  • URL: http://www.juntendo-neurology.com/pdf/kenkyu-nishioka.pdf