伸張したポリグルタミン鎖を持つ蛋白質の細胞内動態と凝集による細胞障害機序の解析

1999 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 10470156
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経内科学
• 研究機関: 国際医療福祉大学 (1999); 自治医科大学 (1998)
• 研究代表者: 西澤 正豊 国際医療福祉大学, 保健学部, 教授 (80198457)
• 研究分担者: 瀧山 嘉久 国際医療福祉大学, 保健学部, 講師 (00245052)
• 研究期間 (年度): 1998 – 1999
• キーワード: CAGリピート / ポリグルタミン / 凝集体 / 神経細胞死 / 微少*形成センター

研究概要

CAGトリプレットリピートの異常な伸張を伴う遺伝性神経変性疾患、特にMachado-Joseph病(MJD)における神経細胞の変性機序を解明することを目的として、正常および伸張したリピートを含むMJD1遺伝子の種々の断片をGFP発現ベクターに組み込み、COS細胞に導入してGFPとの融合蛋白として発現させ、細胞質および核内に凝集体が形成される過程を経時的に観察した。その結果、MJD1の遺伝子産物であるataxin-3中に凝集体形成に重要な役割を果たしている機能ドメインを複数同定した。
まずC末端領域は細胞質内に凝集体を形成するためには必須であり、C末端の15アミノ酸を除去すると、細胞質内には凝集体が形成されなくなることも明らかにした。この細胞質内凝集体はポリグルタミン鎖(ポリQ)が存在しなくても、正常長でも同様に形成され、tubulin抗体に認識されるtubulin系とco-localizeしていた。Microtubulus organizing center(MTOC)のマーカーとされるγ-tubulinともco-localizeすることから、この細胞質内凝集体はC末端領域を介して、核に隣接するMTOCに蓄積されているものと考えた。
リピートのN末領域には核への移行シグナルがあり、またcoiled-coil構造をとると想定される領域が同定された。この領域は伸張したポリQによって形成される凝集体に取り込まれること、および伸張したポリQによる核内凝集体の形成をある程度抑制すること、その結果として細胞死をもある程度抑制することを明らかにした。
ポリグルタミン病における凝集体の形成機構にはポリQ以外にも多くの因子が関与しており、今後他の原因遺伝子産物についても同様の解析が重要である。

研究成果

• [文献書誌] Takiyama Y, et al: "Maternal anticipation in Machado-Joseph disease(MJD): some familial factors independent of the number of CAG repeat units may play a role in genetic anticipation in a Japanese MJD family."J. Neurol. Sci.. 155. 141-145 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takiyama Y, et al: "A Japanese family with spinocerebellar ataxia type 6 which includes three individuals homozygous for an expanded GAG repeat in the SCA6/CACN1A4 gene"J. Neurol Sci. 158. 141-147 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takano, H et al: "Close associations between the prevalence rates of dominantly inherited spinocereballar ataxias with CAG repeat expansion and the frequencies of large normal CAG alleles in Japanese and Caucasian populations,"Am. J. Hum. Genet.. 63. 1060-1066 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takiyama Y, et al: "Single sperm analysis of the CAG repeats in the gene for dentatorubral-pallidoluysian atrophy(DRPLA): the instability of the CAG repeats in the DRPLA gene is prominent among the CAG repeat diseases."Hum Mol. Genet. 8. 453-457 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takiyama Y, Shimazaki H, Morita M, Soutome M, Sakoe K, Esumi E, Yoshida M, Igarashi S, Tanaka H, Tsuji S, Sasaki H, Wakisaka A, Nakano I, Nishizawa M: "Maternal anticipation in Machado-Joseph disease (MJD): some familial factors independent of the number of CAG repeat units may play a role in genetic anticipation in a Japanese MJD family."J Neurol Sci. 155. 141-145 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takiyama Y, Sakoe K, Namekawa M, Soutome M, Esumi E, Ogawa T, Ishikawa K, Mizusawa H, Nakano I, Nishizawa M: "A Japanese family with spinocerebellar ataxia type 6 which includes three individuals homozygous for an expanded CAG repeat in the SCA6/CACNL1A4 gene."J Neurol Sci. 158. 141-147 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takano H, Cancel 0, Ikeuchi T, Lorenzetti D, Mawad R, Stevanin 0, Didierjean 0, Durr A, Oyake M, Shimohata T, Sasaki R, Koide R, Igarashi S, Hayashi S, Takiyama Y, Nishizawa M, Tanaka H, Zoghbi H, Brice A, Tsuji S: "Close associations between the prevalence rates of dominantly inherited spinocerebellar ataxias with CAG repeat expansions and the frequencies of large normal CAG alleles in Japanese and Caucasian populations."Am I Hum Genet. 63. 1060-1066 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takiyama Y, Sakoe K, Amaike M, Soutome M, Ogawa T, Nakano I, Nishizawa M: "Single sperm analysis of the CAG repeats in the gene for dentatorubral-pallidoluysian atrophy (DRPLA): the instability of the CAG repeats in the DRPLA gene is prominent among the CAG repeat diseases."Hum Mol Genet. 8. 453-457 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より