| 研究課題/領域番号 |
20K15999
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分47030:薬系衛生および生物化学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
田中 融 日本大学, 薬学部, 助教 (30823702)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | KANSL1 / タウ / 核酸医薬 / アルツハイマー病 / 翻訳調節 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
認知症の原因の中でも特に多いアルツハイマー病は、脳の神経細胞内に存在するタウタンパク質が、神経細胞の樹状突起と呼ばれる部分に蓄積・凝集し、神経細胞にダメージを与えることによって発症する。我々はこれまでに、樹状突起へ輸送されたタウmRNAの局所的な翻訳によって生じたタウタンパク質が、この過程に深く関与することを報告している。本研究では、アルツハイマー病の治療薬開発を目指し、タウの樹状突起蓄積・凝集機構の解析を進める中で新たに見出したKANSL1 mRNAの新奇スプライスバリアントに着目して、この機構のさらなる解明と核酸を用いた特異的な阻害薬の探索を行う。
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| 研究実績の概要 |
tKANSL1 mRNAはtau mRNAの3’-UTRと相補的な配列をもつ、従来のKANSL1 mRNAとは異なる新奇スプライスバリアントである。tKANSL1は既知のKANSL1と比べてC末端側のアミノ酸配列が異なっている。KANSL1の機能として、核内におけるヒストンのアセチル化に関わることが知られている。この機能発現には、KANSL1のC末端領域が重要であり、tKANSL1は既知KANSL1とは異なるタンパク質との相互作用が考えられる。近年、樹状突起でのtauの蓄積にアセチル化が関与していることが報告され、tKANSL1 mRNAはtau mRNAの樹状突起輸送・局所翻訳に加えて、このtauアセチル化過程にも関わり、tauの樹状突起蓄積や凝集を促進している可能性がある。本研究はtau mRNAの3’-UTRと相補的な領域を持つ、tKANSL1 mRNAのtau mRNAの細胞内分布および翻訳活性に与える影響を解析し、アルツハイマー病発症の原因分子であるtauの樹状突起蓄積を阻害する核酸医薬を探索することを目的とする。
令和４年度は、マウスの海馬由来初代培養神経細胞を用いてtKANSL1 mRNAの機能解析を開始した。まず、マウスtKANSL1 mRNA全長を発現するベクターを調製した。これを神経細胞に遺伝子導入操作を行ったが、tKANSL1 mRNA全長の分子量は非常に大きいため、発現ベクターを上手く遺伝子導入することができなかった。そこで、tKANSL1 mRNAの中で、tau mRNAの3’-UTRと相補的な領域だけを発現するベクターを構築した。現在このベクターを用いて神経細胞内でのtau mRNAの分布および翻訳に与える影響を解析している。また、tauの樹状突起内凝集機構に関して、第４５回 日本分子生物学会年会と日本薬学会 第１４３年会において発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
令和４年度は、マウスの海馬由来初代培養神経細胞を用いてtKANSL1 mRNAの機能解析を行い、さらにtau mRNAとtKANSL1 mRNAの相互作用を阻害するアンチセンスオリゴヌクレオチドをスクリーニングする計画であった。しかし、神経細胞に対する遺伝子の導入効率が想定よりも低く、上手く解析が行えなかった。そのため、マウスtKANSL1 mRNAの中でtau mRNAの3’-UTRに相補的な領域のみを発現するベクターを構築する必要に迫られた。このベクターを調製するのに多くの時間を要したため、当初計画よりも遅れてしまっている。この遅れを挽回すべく、現在構築したベクターを用いてtau mRNAの翻訳活性と神経細胞内分布に与えるtKANSL1 mRNAの影響の解析に加えて、アンチセンスオリゴヌクレオチドのスクリーニングを並行して解析している。
新たに構築したベクターを神経系の株化細胞に遺伝子導入したところ、このベクターでもtau mRNAの翻訳活性が増加することが確認できた。したがって、この新たに構築したベクターでも神経細胞内でのtKANSL1 mRNAの機能を解析できると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和５年度では令和４年度の遅れを挽回すべく、マウスの海馬由来初代培養神経細胞を用いたtKANSL1 mRNAの機能解析とtKANSL1 mRNAとtau mRNAの相互作用を阻害する核酸医薬のスクリーニングを行う。令和４年度、新たに調製したtau mRNAの3’-UTRに相補的な領域のみを発現するベクター（as-3’-UTR）を遺伝子導入し、tau mRNAの細胞内分布および翻訳活性に与える影響を解析する。さらにタウの蓄積や凝集に関わるとされるリン酸化タウやアセチル化タウの樹状突起内発現量変化についても解析を行う。核酸医薬のスクリーニングについては、現在DNAのアンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）を用いて行っている。神経系の株化細胞であるNG108-15細胞に、as-3’-UTRとtau mRNAの発現ベクターを遺伝子導入後、tKANSL1 mRNAに対するASOを導入し、tauタンパク質の発現量を効果的に抑えるものを探索している。現在、それぞれのASOの単一での効果を解析しているが、さらに複数種類を組み合わせた効果についても検討していく。また、DNAのASOだけでなくRNAのASOなどについても検討を行う。
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