脊髄環境の恒常性維持とその破綻：グリアー神経連関からみた神経変性機序の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 脳内環境：恒常性維持機構とその破綻
• 研究課題/領域番号: 23111006
• 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: 三澤 日出巳 慶應義塾大学, 薬学部, 教授 (80219617)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 神経変性疾患 / グリア / 環境

研究実績の概要

本研究では筋萎縮性側索硬化症(ALS)を病態モデルシステムとして、神経変性に対する生体応答の主役としてのグリア細胞による変性神経細胞の認識機構や生体応答機構、病巣の伝播機構の解明を目指す。
自然免疫関連遺伝子であるTRIF依存性のToll様受容体経路の神経変性における役割を検討し、変性ニューロン、グリア細胞の認識、応答経路を探索した。TRIFを欠損したALSマウスでは、疾患進行が加速した。その機序の一端として、これまで注目されてこなかったNK細胞, CD8-T細胞が脊髄に浸潤する主要な免疫細胞であることが判明し、TRIF欠損下でこれらの免疫細胞数が著明に減少することが病勢の増悪と相関していることを見いだした。
オステオポンチン(OPN)欠損ALSマウスにおける発症遅延の背景を解析する目的で以下の解析を行った。Grip Strengthの変動を遺伝子型ごとに比較したところ、OPNを欠損させたSOD1G93Aマウスでは発症期の前後を中心として筋力低下が遅延する傾向にあった。発症期に採取した腓腹筋切片のヘマトキシリン・エオジン染色では、OPNを欠損しているマウスの方が変性、萎縮した筋肉の割合が少なかった。疾患初期から運動ニューロン外で観察されるOPNの粒子状構造物について更に解析を進めたところ、CD45陽性ミクログリア/マクロファージに貪食されている組織像が観察された。OPN貪食細胞はCD11c、CD68、CD86、MHC class Ⅱなどが陽性であるという表現型を示した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

H25年度は代表者の研究室異動に伴う、実験動物の移動を行った。一部に微生物検査成績が異動先動物実験飼育施設の入室基準に満たない動物があったため、胚操作による清浄化を行う必要があった。そのため、一部の実験に遅延が見られたが、次年度に進捗の遅れを取り戻したい。

今後の研究の推進方策

異動先への研究機器、試料の移転はスムーズであった。研究スタッフの確保、実験環境の早急な整備につとめ、来年度の研究計画が順調に進展するように配慮する。

研究成果

• [雑誌論文] Intranuclear aggregation of mutant FUS/TLS as a molecular pathomechanism of amyotrophic lateral sclerosis. (2014)
  • 著者名/発表者名: NOMURA Takao, WATANABE Shoji, KANEKO Kumi, YAMANAKA Koji, NUKINA Nobuyuki, FURUKAWA Yoshiaki
  • 雑誌名: Journal of Biologial Chemistry 巻: 289 ページ: 1192-1202
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.516492
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Disease causing mutants of TDP-43 nucleic acid binding domains are resistant to aggregation and have increased stability and half-life. (2014)
  • 著者名/発表者名: AUSTIN James J., WRIGHT Gareth S., WATANABE Seiji, GROSSMANN Gunter, ANTONYUK Svetlana V., YAMANAKA Koji, HASNAIN S. Samar
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of U.S.A. 巻: 111 ページ: 4309-4314
  • DOI: 10.1073/pnas.1317317111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selective disruption of acetylcholine synthesis in subsets of motor neurons: A new model of late-onset motor neuron disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lecomte, M-J., Bertolus, C., Santamaria, J., Bauchet, A-L., Herbin, M., Saurini, F., Misawa, H., Maisonobe, T., Pradat, P-F. Nosten-Bertrand, M., Mallet, J. and Berrard S.
  • 雑誌名: Neurobiology of Disease 巻: 65 ページ: 102-111
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2014.01.014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] E6-AP association promotes SOD1 aggresomes degradation and suppresses toxicity. (2013)
  • 著者名/発表者名: MISHRA Amit, MAHESHIWARI Megha, CHHANGANI Deepak, FUJIMORI-TONOU Noriko, ENDO Fumito, JOSHI A.Prakashi, JANA N.Ranjan, YAMANAKA Koji
  • 雑誌名: Neurobiology of Aging 巻: 34 ページ: e11-e23
  • DOI: 10.1016/j.neurobiolaging.2012.08.016
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intracellular seeded aggregation of mutant Cu,Zn-superoxide dismutase associated with amyotrophic lateral sclerosis. (2013)
  • 著者名/発表者名: FURUKAWA Yoshiaki, KANEKO Kumi, WATANABE Shoji, YAMANAKA Koji, NUKINA Nobuyuki
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 587 ページ: 2500-2505
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.06.046
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] The roles of TGF-β1 in the disease progression of ALS mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fumito Endo et al.
  • 学会等名: Neuroscience 2013
  • 発表場所: San Diego（米国）
  • 年月日: 2013-11-11 – 2013-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] Motor neuron-derived osteopontin is an aggravation factor in the disease onset of ALS mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mamiko Niikura et al.
  • 学会等名: Neuroscience 2013
  • 発表場所: San Diego（米国）
  • 年月日: 2013-11-11 – 2013-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] Deletion of TLR-associated signaling adaptor TRIF significantly accelerates disease progression of ALS mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okiru Komine et al.
  • 学会等名: 11th European Meeting on Glial Cells in Health and Disease
  • 発表場所: Berlin（ドイツ）
  • 年月日: 2013-07-03 – 2013-07-06
  • 招待講演
• [学会発表] 中枢神経系に浸潤する免疫系細胞とグリア連関の神経変性病態への役割. (2013)
  • 著者名/発表者名: 山中宏二
  • 学会等名: 第36 回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都）
  • 年月日: 2013-06-20 – 2013-06-20
  • 招待講演
• [学会発表] The role of microglia-immune interaction in neurodegeneration of ALS mouse model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Yamanaka
  • 学会等名: 2013 conference of International Society for Neurochemistry
  • 発表場所: Cancun（メキシコ）
  • 年月日: 2013-04-22 – 2013-04-22
  • 招待講演
• [図書] すべてがわかるALS・運動ニューロン疾患 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山中宏二、小峯起
  • 総ページ数: 233-238
  • 出版者: 中山書店
• [図書] Animal Biotechnology: Models in Discovery and Translation (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuiji Hitomi, Yamanaka Koji
  • 総ページ数: 39-56
  • 出版者: Elsevier
• [備考] 山中宏二研究室 名古屋大学環境医学研究所 病態神経科学分野
  • URL: http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/mnd/index.html