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TDP-43病理形成・分解機序に着目した筋萎縮性側索硬化症の分子病態解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 22H00467
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分52:内科学一般およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

山中 宏二  名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (80446533)

研究分担者 岡田 洋平  愛知医科大学, 加齢医科学研究所, 教授 (30383714)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
41,470千円 (直接経費: 31,900千円、間接経費: 9,570千円)
2025年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2024年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード神経変性疾患 / TDP-43 / 筋萎縮性側索硬化症
研究開始時の研究の概要

運動神経を傷害する神経変性疾患である筋萎縮性側索硬化症(ALS)の病巣では、TDP-43タンパク質が異常蓄積することが病理学的特徴として知られ、TDP-43病理と呼ばれている。本研究課題では、モデル動物やiPS細胞モデルの開発、オルガネラやグリア細胞病態を手がかりに、ALSにおけるTDP-43病理の形成機序や、TDP-43等の病原タンパク質の新たな分解メカニズムを明らかにして、ALSにおける神経変性機序の解明と治療法開発を目指す。

研究実績の概要

本研究では以下の3つの研究計画を実施した。
1)TDP-43病理形成メカニズムの解明とTDP病理を再現する新規ALSモデル動物の開発:ALS死後脳解析によりTDP-43の多量体化の低下,つまり単量体化の亢進が孤発性ALSの脳・脊髄組織で認められることや,そのTDP-43病理形成における分子メカニズム、さらに各種ストレスによって単量体化が促進することを明らかにして、これらの成果を論文発表できた。TDP-43病理を再現する新規モデルマウスを繁殖し、各種Creマウスとの交配により、変異TDP-43が脊髄組織に発現することを確認し、予備的な組織解析データを取得するとともに、加齢依存性の表現形を解析するため、観察を続けている。
2)オリゴデンドロサイトに着目したALSにおける「非自律性」神経変性機序の解明:
代表者は,オリゴデンドロサイト特異的にTDP-43を発現するマウス脊髄から単離したオリゴデンドロサイトにおいてRNAシーケンスにより網羅的遺伝子発現解析を行った。その結果、脂質代謝や髄鞘関連の遺伝子の多くに発現異常を認めた。また、加齢により、大脳白質の髄鞘の異常や脊髄前角にグリオーシスを認めることが判明した。
3)TBK1による新たなTDP-43分解機構の同定と異常タンパク質分解を標的とした疾患修飾療法開発:今年度は、ALSの脳・脊髄組織におけるALS原因遺伝子産物であるTBK1活性の低下を見出した。さらに、小胞体・ミトコンドリア接触領域(MAM)の破綻がTBK1の活性低下を引き起こして、運動神経細胞のタンパク質ストレス応答異常を引き起こすことを解明した。以上の研究成果を論文発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究成果を2報のハイインパクト雑誌に報告できた。また、モデル動物の解析が順調に進捗している。

今後の研究の推進方策

モデル動物の解析は時間を要することが想定されるため、計画的に繁殖や解析を行うように留意する。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] King's College London(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Genetic background variation impacts microglial heterogeneity and disease progression in amyotrophic lateral sclerosis model mice.2024

    • 著者名/発表者名
      Komine O., Ohnuma S., Hinohara K., Hara Y., Shimada M., Akashi T., Watanabe S., Sobue A., Kawade N., Ogi T., Yamanaka K..
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 27 号: 2 ページ: 108872-108872

    • DOI

      10.1016/j.isci.2024.108872

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monomerization of TDP-43 is a key determinant for inducing TDP-43 pathology in amyotrophic lateral sclerosis2023

    • 著者名/発表者名
      Oiwa Kotaro、Watanabe Seiji、Onodera Kazunari、Iguchi Yohei、Kinoshita Yukako、Komine Okiru、Sobue Akira、Okada Yohei、Katsuno Masahisa、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 31

    • DOI

      10.1126/sciadv.adf6895

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondria-associated membrane collapse impairs TBK1-mediated proteostatic stress response in ALS2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Seiji、Murata Yuri、Oka Yasuyoshi、Oiwa Kotaro、Horiuchi Mai、Iguchi Yohei、Komine Okiru、Sobue Akira、Katsuno Masahisa、Ogi Tomoo、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 号: 47

    • DOI

      10.1073/pnas.2315347120

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intrinsic structural vulnerability in the hydrophobic core induces species-specific aggregation of canine SOD1 with degenerative myelopathy-linked E40K mutation2023

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Kei、Watanabe Seiji、Akutsu Masato、Muraki Norifumi、Kamishina Hiroaki、Furukawa Yoshiaki、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 299 号: 6 ページ: 104798-104798

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.104798

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sigma-1 receptor maintains ATAD3A as a monomer to inhibit mitochondrial fragmentation at the mitochondria-associated membrane in amyotrophic lateral sclerosis2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Seiji、Horiuchi Mai、Murata Yuri、Komine Okiru、Kawade Noe、Sobue Akira、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Neurobiology of Disease

      巻: 179 ページ: 106031-106031

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2023.106031

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive expression analysis with cell-type-specific transcriptome in ALS-linked mutant SOD1 mice: Revisiting the active role of glial cells in disease2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Hirofumi、Komine Okiru、Fujimori-Tonou Noriko、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 16 ページ: 1045647-1045647

    • DOI

      10.3389/fncel.2022.1045647

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Molecular Basis of TDP-43 pathology in neurodegenerative disease.2023

    • 著者名/発表者名
      Oiwa K , Yamanaka K
    • 学会等名
      Japan-UK Neuroscience symposium.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ALSにおけるTDP-43病理形成の分子基盤2023

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第64回日本神経学会学術大会シンポジウム講演
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質ストレス応答における小胞体・ミトコンドリア接触部の新たな役割.2023

    • 著者名/発表者名
      渡邊征爾、山中宏二
    • 学会等名
      第64回日本神経病理学会総会学術研究会第66回日本神経化学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症におけるTDP-43病理形成の分子基盤と疾患修飾療法への展望2023

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第42回日本認知症学会学術集会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sigma 1 receptor, an ALS16-causative gene product, prevents mitochondrial fragmentation via ATAD3A in ALS.2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe S, Horiuchi M, Yamanaka K.
    • 学会等名
      34th International Symposium on ALS/MND.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TDP-43異常に基づいたALS/FTDマウスモデル:最近の知見.2022

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経変性疾患における蛋白質品質管理異常2022

    • 著者名/発表者名
      4.山中宏二
    • 学会等名
      第22回日本抗加齢医学会総会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ALSにおけるTDP-43の凝集・局在異常の分子機構.2022

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TANK結合キナーゼ1(TBK1)は小胞体・ミトコンドリア接触領域において細胞のタンパク質恒常性ストレス応答を促進する.2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊征爾、山中宏二
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Monomerization of TDP-43 is a key determinant for inducing TDP-43 pathology in ALS.2022

    • 著者名/発表者名
      大岩康太郎、渡邊征爾、小野寺一成、井口洋平、岡田洋平、勝野雅央、山中宏二
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所 ホームページ

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [備考] 病態神経科学分野 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/mnd/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-06-20  

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