Galectin-1による筋萎縮性側索硬化症の発症と進行の二面的制御

• 研究領域: シナプス・ニューロサーキットパソロジーの創成
• 研究課題/領域番号: 25110724
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中別府 雄作 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (30180350)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円); 2014年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2013年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: SOD1 / ニューロスフェロイド / 軸索輸送 / 酸化ストレス / レクチン / ミトコンドリア

研究実績の概要

ヒトALS患者の脊髄運動神経の軸索腫大病変にガレクチン1が蓄積することが知られている。本研究では、ガレクチン1がALSの病態にどのように関与するのかを明らかにするためにマウスモデルを用いた解析を行った。
変異SOD1トランスジェニック (SOD1G93A) マウスの脊髄におけるガレクチン1の発現を病理学的解析、リアルタイムRT-PCR、ウエスタンブロッティングにて解析した。さらにガレクチン1欠損 (Lgals1-/- ) マウスと交配し、SOD1G93A マウスにおける内因性ガレクチン1欠損の効果を検討した。SOD1G93A/Lgals+/+ マウスでは、ALS様症状が出現する以前に、腫大した運動神経軸索内に凝集するニューロフィラメントと一致して、強いガレクチン1の免疫反応性を認めた。電子顕微鏡観察により、SOD1G93A/Lgals1-/-マウスではSOD1G93A/Lgals+/+ マウスに比べ、腫大した運動神経軸索の内径が顕著に小さくなり、さらに変性ミトコンドリアと思われる空胞の蓄積が減少していることが明らかとなった。摘出した坐骨神経のタイムラプスイメージングによりSOD1G93A/Lgals1-/-マウスでは、SOD1G93A/Lgals1+/+マウスと比べ部分的ではあるが、少なくとも逆行性の軸索輸送が改善している事がわかった。一方、症候期のSOD1G93A/Lgals+/+ マウスでは、軸索周囲のアストロサイトにガレクチン1の高い発現を認めた。
ヒトALS患者同様に、SOD1G93A マウスでも軸索腫大病変にガレクチン1が蓄積することが明らかになった。ガレクチン1はALS様症状の出現以前に運動神経軸索に蓄積し、その蓄積はSOD1G93A マウスにおける軸索変性の初期過程に関与すると考えられる。一方、アストロサイトで発現するガレクチン1は、症状が出現する後期の軸索変性に関与する可能性がある。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Galectin-1 deficiency improves axonal swelling of motor neurons in SOD1 transgenic mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayakawa, Y., Sakumi, K., Kajitani, K., Kadoya, T., Horie, H., Kira, J.I., and Nakabeppu, Y.
  • 雑誌名: Neuropathol Appl Neurobiol 巻: N/A 号: 2 ページ: 227-244
  • DOI: 10.1111/nan.12123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of galectin-1-positive cells in the mouse hippocampus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kajitani, K., Kobayakawa, Y., Nomaru, H., Kadoya, T., Horie, H., and Nakabeppu, Y.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 25 号: 3 ページ: 171-176
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000000068
  • 査読あり
• [学会発表] Dual effects of Galectin-1 in amyotrophic lateral screlosis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko Kobayakawa, Kunihiko Sakumi, Yusaku Nakabeppu.
  • 学会等名: The 43rd annual meeting of the Society for neuroscience
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
• [学会発表] SOD1G93AトランスジェニックALSモデルマウスにおけるgalectin-1の発現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中別府雄作
  • 学会等名: 包括的脳科学研究推進支援ネットワーク 平成25 年度夏のワークショップ
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Dual effects of Galectin-1 in amyotrophic lateral sclerosis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko Kobayakawa, Kunihiko Sakumi, Yusaku Nakabeppu
  • 学会等名: Neuro2013 Joint Conference
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Involvement of galectin-1 and galectin-3 in GDNF-induced neurite outgrowth from adult rat DRG neurons. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Sango, Shizuka Takaku, Hiroko Yanagisawa, Kazuhiko Watabe, Kunihiko Sakumi, Yusaku Nakabeppu, Francoise Poirier, Hidenori Horie, Toshihiko Kadoya
  • 学会等名: Neuro2013 Joint Conference
  • 発表場所: 名古屋
• [図書] Ganglion Cells: Morphology, Functional Development and Role in Disease (2014)
  • 著者名/発表者名: Sango K, Niimi N, Tsukamoto M, Utsunomiya K, Sakumi K, Nakabeppu Y, Kadoya T, Horie H
  • 総ページ数: 158
  • 出版者: Nova Science Publishers, Inc.
• [図書] Ganglion Cells: Morphology, Functional Development and Role in Disease (2014)
  • 著者名/発表者名: Sango, K., Niimi, N., Tsukamoto, M., Utsunomiya, K., Sakumi, K., Nakabeppu, Y., Kadoya, T., and Horie, H.
  • 総ページ数: 139
  • 出版者: Nova Science Publishers, Inc.
• [備考] 九州大学生体防御医学研究所・脳機能制御学分野ホームページ
  • URL: http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/nfg/index.html