組換えウイルスを用いた筋萎縮性側索硬化症病変の発症進展機序の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K06763
• 研究機関: 杏林大学
• 研究代表者: 渡部 和彦 杏林大学, 保健学部, 教授 (30240477)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 運動ニューロン / TDP-43 / 筋萎縮性側索硬化症 / 凝集体 / 組換えウイルス / プロテアソーム / 熱ショック応答 / HSF1

研究実績の概要

筋萎縮性側索硬化症(ALS)は運動ニューロンの選択的な変性脱落により死に至る最も過酷な神経変性疾患であり，ニューロン，グリアにリン酸化TDP-43蛋白を含む細胞質凝集体が出現する．我々はこれまで，ヒト正常TDP-43とそのC末断片を発現する組換えアデノウイルスをプロテアソーム阻害条件下で培養ニューロンや成体ラット・マウス運動ニューロンに感染発現させると，ALSに特徴的なリン酸化TDP-43を含む不溶性の細胞質粗大凝集体が高率に形成されることを報告した（Watabe et al., 2014）．一方，培養タイムラプス解析により，正常およびC末断片DsRed/TDP-43組換えアデノウイルスをニューロンに感染発現させプロテアソーム阻害剤MG-132を負荷すると，DsRed陽性TDP-43凝集体が細胞質に徐々に充満し，細胞膜の破綻とともに細胞死に至り，細胞外に放出された不溶性凝集体が培養液中に長時間残存する像を観察した．この凝集体はリン酸化TDP-43を含む不溶性の顆粒状構造物からなり，隣接する細胞に取り込まれ，時間とともに細胞質で増大し，凝集シードとして機能することを見出し，ALSにおけるTDP-43凝集体の形成および細胞間伝播を反映するものと考えられた (Ishii et al., 2017)．さらに，この培養TDP-43細胞質凝集体形成モデルに対して，熱ショック応答のマスター制御転写因子であるheat shock transcription factor 1 (HSF1) を発現する組換えウイルスを共感染させたところ，TDP-43凝集体形成が顕著に抑制された．そこで現在，cDNA マイクロアレイを用いてHSF1の下流で働くTDP-43凝集体抑制候補分子についての発現および機能解析を行っており，ALSに対する新規治療法開発の糸口に繋げていきたいと考えている．

研究成果

• [雑誌論文] 組換えウイルスを用いた筋萎縮性側索硬化症病変の発症進展機序の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡部和彦
  • 雑誌名: Medical Science Digest 巻: 45 ページ: 191-194
• [雑誌論文] A spontaneously immortalized Schwann cell line from aldose reductase-deficient mice as a useful tool for studying polyol pathway and aldehyde metabolism. (2018)
  • 著者名/発表者名: Niimi N, Yako H, Takaku S, Kato H, Matsumoto T, Nishito Y, Watabe K, Ogasawara S, Mizukami H, Yagihashi S, Chung SK, Sango K.
  • 雑誌名: J Neurochem 巻: 144 ページ: 710-722
  • DOI: 10.1111/jnc.14277.
  • 査読あり
• [雑誌論文] SIMPLE binds specifically to PI4P through SIMPLE-like domain and participates in protein trafficking in the trans-Golgi network and/or recycling endosomes. (2018)
  • 著者名/発表者名: Moriwaki Y, Ohno Y, Ishii T, Takamura Y, Kita Y, Watabe K, Sango K, Misawa H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 13 ページ: e0199829
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0199829.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 熱ショック応答関連分子によるTDP-43細胞質凝集体形成の抑制効果． (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡部和彦，加藤陽一郎，佐久間美帆，村田麻喜子，新井田素子，柿田明美，柴田亮行．
  • 学会等名: 第59回日本神経学会学術大会
• [学会発表] 熱ショック応答によるTDP-43細胞質凝集体の形成抑制効果． (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡部和彦，加藤陽一郎，佐久間美帆，村田麻喜子，新井田素子，柿田明美，柴田亮行．
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
• [学会発表] Excessive soluble iron stimulates microglia to release glutamate in ALS spinal cords. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shibata N, Niida-Kawaguchi M, Masui K, Kakita A, Watabe K.
  • 学会等名: 19th International Congress of Neuropathology
  • 国際学会
• [学会発表] HSF1 suppresses adenovirus-induced neuronal TDP-43 aggregate formation in culture. (2018)
  • 著者名/発表者名: Watabe K, Kato Y, Sakuma M, Murata M, Niida-Kawaguchi M, Kakita A, Shibata N.
  • 学会等名: 19th International Congress of Neuropathology
  • 国際学会
• [学会発表] 家族性アミロイドポリニューロパチーTTR E61Kの神経変性機序の研究：アミロイド凝集能の検討． (2018)
  • 著者名/発表者名: 村上龍文，刀祢重信，三五一憲，渡部和彦，水口峰之，砂田芳秀．
  • 学会等名: 第29回日本末梢神経学会学術集会