モデルショウジョウバエを用いたALSの分子病態の解明と新規標的治療薬の開発

• 研究課題/領域番号: 16K19519
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経内科学
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 東 裕美子 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (00453093)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 筋萎縮性側索硬化症 / ショウジョウバエ / FUS / TDP-43 / FIG4 / 遺伝学 / 神経変性疾患 / TBPH / Cabeza / ALS / 脳神経疾患 / 応用生物学

研究成果の概要

筋萎縮性側索硬化症(ALS)は運動ニューロン変性により筋力低下、呼吸筋麻痺をきたす疾患である。ALSに共通する病態メカニズムを解明するために、我々はショウジョウバエFUS,TDP-43, FIG4ノックダウンモデルを樹立し、共通して作用する遺伝子を探索した。TDP-43と相互作用する分子としてautophagyに関与するVCPを同定し、FUS及びFIG4と相互作用する分子としてMSTを同定した。MSTは細胞死、細胞分化、autophagyなどに関与している。VCP及びMSTいずれもALSの病因に共通して作用している可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ショウジョウバエは遺伝学・発生学のモデル生物の中でも最も多様な解析手法が確立しており、病態解明に大きな貢献を果たしてきた。model flyを用いた研究は、世代時間が短く、遺伝子組換え体の作成が簡便にでき、ヒト疾患関連遺伝子の約75%が相同遺伝子として存在し、多数の遺伝子変異体株がストックセンターから容易に入手することが出来る。このようなショウジョウバエの特性を最大限に活用して、複数の異なるALSの原因遺伝子を用いたモデルショウジョウバエを解析することにより、共通する分子メカニズムが明らかになれば、家族性および孤発性ALS全体の病態解明や根本治療の開発への応用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Hippo, Drosophila MST, is a novel modifier of motor neuron degeneration induced by knockdown of Caz, Drosophila FUS. (2018)
  • 著者名/発表者名: Azuma Y, Tokuda T, Kushimura Y, Yamamoto I, Mizuta I, Mizuno T, Nakagawa M, Ueyama M, Nagai Y, Iwasaki Y, Yoshida M, Pan D, Yoshida H, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Exp Cell Res. 巻: 371 号: 2 ページ: 311-321
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2018.08.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss-of-function mutation in Hippo suppressed enlargement of lysosomes and neurodegeneration caused by dFIG4 knockdown. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kushimura, Y., Azuma, Y., Mizuta, I., Muraoka, Y., Kyotani, A., Yoshida, H., Tokuda, T., Mizuno, T., and Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 29 号: 10 ページ: 856-862
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000001044
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] verexpression of ter94, Drosophila VCP, improves motor neuron degeneration induced by knockdown of TBPH, Drosophila TDP-43. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kushimura Y, Tokuda T, Azuma Y, Yamamoto I, Mizuta I, Mizuno T, Nakagawa M, Ueyama M, Nagai Y, Yoshida H, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Am J Neurodegener Dis 巻: 7 ページ: 11-31
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NPM-hMLF1 fusion protein suppresses defects of a Drosophila FTLD model expressing the human FUS gene. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto I, Azuma Y, Kushimura Y, Yoshida H, Mizuta I, Mizuno T, Ueyama M, Nagai Y, Tokuda T, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 8 号: 1 ページ: 11291-11291
  • DOI: 10.1038/s41598-018-29716-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic screening of the genes interacting with Drosophila FIG4 identified a novel link between CMT-causing gene and long noncoding RNAs. (2018)
  • 著者名/発表者名: Muraoka Y, Nakamura A, Tanaka R, Suda K, Azuma Y, Kushimura Y, Lo Piccolo L, Yoshida H, Mizuta I, Tokuda T, Mizuno T, Nakagawa M, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Exp. Neurol. 巻: 310 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1016/j.expneurol.2018.08.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel Drosophila model for mitochondrial diseases by targeting of a solute carrier protein SLC25A46. (2018)
  • 著者名/発表者名: Suda, K., Ueoka, I., Azuma, Y., Muraoka, Y., Yoshida, H. and Yamaguchi, M.
  • 雑誌名: Brain Research 巻: 1689 ページ: 30-44
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2018.03.028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel roles of Drosophila FUS and Aub responsible for piRNA biogenesis in neuronal disorders. (2018)
  • 著者名/発表者名: Wakisaka KT, Tanaka R, Hirashima T, Muraoka Y, Azuma Y, Yoshida H, Tokuda T, Asada S, Suda K, Ichiyanagi K, Ohno S, Itoh M, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Brain Res. 巻: 18 ページ: 30646-30652
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2018.12.028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Overexpression of ter94, Drosophila VCP, improves motor neuron degeneration induced by knockdown of TBPH, Drosophila TDP-43. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kushimura Y, Tokuda T, Azuma Y, Yamamoto I, Mizuta I, Mizuno T, Nakagawa M, Ueyama M, Nagai Y, Yoshida H, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Am J Neurodegener Dis 巻: 7 ページ: 11-31
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ALS and cancer (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Azuma Y and Yoshida H.
  • 雑誌名: J Carcinog Mutagen 巻: 7 号: 06
  • DOI: 10.4172/2157-2518.1000e122
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The loss-of-function mutation of Hippo improves enlargement of lysosome and neurodegeneration caused by dFIG4 knockdown. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kushimura Y, Azuma Y, Mizuta I, Muraoka Y, Kyotani A, Yoshida H, Tokuda T, Mizuno T, Yamaguchi M.
  • 学会等名: 16th Asian Oceanian Congress of Neurology.
• [学会発表] ショウジョウバエCMT原因遺伝子dFIG4と遺伝学的に相互作用する遺伝子の同定. (2018)
  • 著者名/発表者名: 村岡夕香,中村綾,田中領,須田晃治郎,東裕美子,櫛村由紀恵, Luca Lo Piccolo,吉田英樹, 水田依久子,徳田隆彦,水野敏樹,山口政光.
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会
• [学会発表] ALSモデルバエにおけるpiRNA産生に応答した，ショウジョウバエFUSとAubの新規の役割. (2018)
  • 著者名/発表者名: 脇坂啓子, 田中領,平島智貴,村岡夕香,東裕美子, 吉田英樹, 徳田隆彦, 浅田賢志, 須田晃治郎, 伊藤雅信, 山口政光.
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会
• [学会発表] The search for genes that modulate FUS-mediated phenotypes by Drosophila amyotrophic lateral sclerosis model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Azuma Y, Tokuda T, Kushimura Y, Yamamoto I, Ueoka I, Mizuta I, Mizuno T, Nakagawa M, Ueyama M, Nagai Y, Yoshida H, Yamaguchi M.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meetings & Courses, Neurobiology of Drosophila.
  • 国際学会
• [学会発表] Loss of function mutation of ter94, Drosophila VCP, partially enhanced motor neuron degeneration induced by knockdown of TBPH, Drosophila TDP-43． (2017)
  • 著者名/発表者名: Kushimura Y，Tokuda T，Azuma Y，Yamamoto I，Ueoka I，Mizuta I，Mizuno T，Nakagawa M，Ueyama M，Nagai Y，Yoshida H，Yamaguchi M．
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meetings & Courses, Neurobiology of Drosophila.
  • 国際学会
• [学会発表] The search for genes that modulate FUS-mediated phenotypes by Drosophila amyotrophic lateral sclerosis model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Azuma Y, Tokuda T, Kushimura Y, Yamamoto I, Ueoka I, Mizuta I, Mizuno T, Nakagawa M, Ueyama M, Nagai Y, Yoshida H, Yamaguchi M.
  • 学会等名: XXⅢ World congress of neurology
  • 国際学会
• [学会発表] Loss of function mutation of ter94, Drosophila VCP, partially enhanced motor neuron degeneration induced by knockdown of TBPH, Drosophila TDP-43. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kushimura Y，Tokuda T，Azuma Y，Yamamoto I，Ueoka I，Mizuta I，Mizuno T，Nakagawa M，Ueyama M，Nagai Y，Yoshida H，Yamaguchi M．
  • 学会等名: XXⅢ World congress of neurology
  • 国際学会
• [学会発表] The search for genes that modulate FUS-mediated phenotypes by Drosophila amyotrophic lateral sclerosis model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Azuma Y, Tokuda T, Kushimura Y, Yamamoto I, Ueoka I, Mizuta I, Mizuno T, Nakagawa M, Ueyama M, Nagai Y, Yoshida H, Yamaguchi M.
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会
• [学会発表] Loss of function mutation of ter94, Drosophila VCP, partially enhanced motor neuron degeneration induced by knockdown of TBPH, Drosophila TDP-43． (2017)
  • 著者名/発表者名: Kushimura Y，Tokuda T，Azuma Y，Yamamoto I，Ueoka I，Mizuta I，Mizuno T，Nakagawa M，Ueyama M，Nagai Y，Yoshida H，Yamaguchi M．
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会
• [学会発表] ALS原因遺伝子FUSのショウジョウバエホモログCabezaと遺伝学的相互作用するエピジェネティック制御因子の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅田賢志, 鈴木孝禎, 東裕美子, 徳田隆彦, 吉田英樹, 山口政光
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会
• [学会発表] ショウジョウバエモデルを用いたパーキンソン病（PD）原因候補遺伝子の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 清水丈, 笠井高士, 東裕美子, 吉田英樹, 山口政光
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会
• [学会発表] ショウジョウバエCMT原因遺伝子dFIG4の新規遺伝学的相互作用因子としての長鎖非コードRNA, CR18854の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村岡夕香, 中村綾, 田中領, 東裕美子, 櫛村由紀恵, Luca Lo Piccolo, 須田晃治郎, 吉田英樹, 水野敏樹, 徳田隆彦, 山口政光
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会
• [学会発表] FUS regulates synapse structure and function at the neuromuscular junctions by Drosophila ALS model (2016)
  • 著者名/発表者名: 東裕美子, 徳田隆彦, 櫛村由紀恵,山本格, 京谷茜, 水田依久子, 水野敏樹, 中川正法, 上山盛夫, 永井義隆, 吉田英樹, 山口政光
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] The functional analysis of TDP-43 by Drosophila ALS model (2016)
  • 著者名/発表者名: 櫛村由紀恵, 徳田隆彦, 東裕美子, 山本格, 京谷茜, 水田依久子, 水野敏樹, 中川正法, 上山盛夫, 永井義隆, 吉田英樹, 山口政光
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] ヒトNPM-hMLF1融合タンパク質はALS原因因子FUSが誘導する凝集体形成を阻害する (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本格, 東裕美子, 櫛村由紀恵, 吉田英樹, 水田依久子, 奥主隆太, 上山盛夫, 藤掛伸宏, 水野敏樹, 徳田隆彦, 山口 政光
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] ショウジョウバエCMT原因遺伝子／ALS関連遺伝子FIG4の遺伝学的相互作用因子としてのイオンチャンネル活性化因子とlong non-coding RNAの同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村綾, 山本格, 吉田英樹, 東裕美子, 水田依久子, 水野敏樹, 中川正法, 徳田隆彦.山口政光.
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] FUS regulates synapse structure and function at the neuromuscular junctions by Drosophila ALS model (2016)
  • 著者名/発表者名: 東裕美子, 徳田隆彦, 櫛村由紀恵,山本格, 京谷茜, 水田依久子, 水野敏樹, 中川正法, 上山盛夫, 永井義隆, 吉田英樹, 山口政光
  • 学会等名: 日本神経学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] The functional analysis of TDP-43 by Drosophila ALS model (2016)
  • 著者名/発表者名: 櫛村由紀恵, 徳田隆彦, 東裕美子, 山本格, 京谷茜, 水田依久子, 水野敏樹, 中川正法, 上山盛夫, 永井義隆, 吉田英樹, 山口政光
  • 学会等名: 日本神経学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] ヒトNPM-hMLF1融合タンパク質はALS原因因子FUSが誘導する凝集体形成を阻害する (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本格, 東裕美子, 櫛村由紀恵, 吉田英樹, 水田依久子, 奥主隆太, 上山盛夫, 藤掛伸宏, 水野敏樹, 徳田隆彦, 山口 政光
  • 学会等名: 第6回４大学連携研究フォーラム
  • 発表場所: 京都
• [図書] Drosophila models of human diseases. Masamitsu Yamaguchi Editor (chapter 6 Amyotrophic Lateral Sclerosis model) (2018)
  • 著者名/発表者名: Azuma Y, Mizuta I, Tokuda T, and Mizuno T.
  • 総ページ数: 301
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9789811305283