パーキンソン病の分子病態を基盤としたバイオマーカーの開発

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K06780
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 佐藤 栄人 順天堂大学, 医学部, 准教授 (00445537)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: パーキンソン病 / ミトコンドリア / PINK1 / Ｐａｒｋｉｎ / Atp13a2 / バイオマーカー / リソソーム

研究実績の概要

老化や活性酸素の影響によって生み出された異常ミトコンドリアの識別機構は未だ不明な点が多いが、これまでの研究からの類推によると、ミトコンドリアの膜電位の低下を契機にPINK1(リン酸化酵素)がミトコンドリアに蓄積し活性化するように調節されている。このようなPINK1の活性型への変化こそが異常ミトコンドリアクリアランスのためのシグナルとなる。本年度は当該施設内に設置された高性能の質量分析計（LTQ OrbiTrap ETD,TripleTOFTM 5600）を用いてリン酸化タンパク質の同定に成功した。方法としてPINK1 WTとKOマウス脳のミトコンドリア分画を用いて網羅的にリン酸化プロテオーム解析を行った。その結果、PINK1　KOマウスではリン酸化が見られなかったが、PINK1 WTのマウスではリン酸化が顕著であった。サンプルとして高齢マウスの脳を用いているため、同定した2種類のリン酸化されたタンパク質は,加齢によるミトコンドリア障害が亢進した結果と推測された。一方で本研究の開始後も遺伝性パーキンソン病の原因遺伝子が次々と同定され、PARK9(Atp13a2が原因遺伝子)を筆頭にコードをタンパク質の本来の機能が明らかになりつつある。そこで我々は脳特異的にAtp13a2を欠損するコンディショナルマウスを作製しin vivoにおける機能解析を推進した。その結果、Atp13a2はリソソームの機能障害を引き起こすことが判明し投稿準備中である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定通りバイオマーカーとなるリン酸化候補タンパク質が同定されたため当初の計画通り研究は進展している。

今後の研究の推進方策

候補タンパク質のリン酸化を認識する抗体を作製しモデルマウスや患者脳切片での評価を行いバイオマーカーとなりうるか検討を行う。

次年度使用額が生じた理由

目的の候補タンパク質の同定が予想よりも短期間に決定されたため高性能の質量分析計（LTQ OrbiTrap ETD,TripleTOFTM 5600）に用いる消耗品を節約することができたため。

次年度使用額の使用計画

さまざまな患者サンプルについて高感度免疫システムを利用してバイオマーカーとなりうるか検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Functional Neurons Generated from T Cell-Derived Induced Pluripotent Stem Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Fujimori K, Andoh-Noda T, Ando T, Kuzumaki N, Toyoshima M, Tada H, Imaizumi K, Ishikawa M, Yamaguchi R, Isoda M, Zhou Z, Sato S, Kobayashi T, Ohtaka M, Nishimura K, Kurosawa H, Yoshikawa T, Takahashi T, Nakanishi M, Ohyama M, Hattori N, Akamatsu W, Okano H.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 6 ページ: 422-35
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2016.01.010.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Pathological perspective on autophagy lysosomal pathway in Parkinson’s disease (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤栄人
  • 学会等名: GEO-PD
  • 発表場所: 六本木アカデミーヒルズ
  • 年月日: 2015-10-01 – 2015-10-03
  • 国際学会 / 招待講演