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2017 年度 実施状況報告書

新規リピート関連非ATG翻訳関連分子の同定によるALS/FTLD病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K09331
研究機関大阪大学

研究代表者

上山 盛夫  大阪大学, 医学系研究科, 特任助教 (20386593)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード筋萎縮性側索硬化症 / 前頭側頭葉変性症 / 異常伸長リピートRNA / リピート関連非ATG翻訳 / ショウジョウバエ
研究実績の概要

筋萎縮性側索硬化症(ALS)と前頭側頭葉変性症(FTLD)は、難治性の神経変性疾患であり、治療につながる病態解明が切望されている。近年、家族性および孤発性ALS/FTLD患者の最も高頻度な発症原因としてC9ORF72遺伝子非翻訳領域にGGGGCCリピートの異常伸長が発見された。驚くべきことに、この異常伸長リピート由来のRNAはリピート関連非ATG翻訳(repeat-associated non-ATG translation: RANT)により凝集性を持つジペプチドリピート(DPR)蛋白質として翻訳されることが報告された。さらに、DPR蛋白質が神経変性を引き起こすことから、RANTの関連分子群(マシナリー)を含むメカニズムの解明は、ALS/FTLDの病態解明につながると考えられるが、RANTメカニズムは未解明である。
本研究では、RANTメカニズムの解明を目的とし、DPR蛋白質を発現するC9ALS/FTLDモデルショウジョウバエを用いて、in vivoでの遺伝学的スクリーニングによりRANTマシナリーを同定を試みた。
今年度は、ATG依存性翻訳やmRNA品質管理に関わる遺伝子について、昨年度に引き続き候補遺伝子スクリーニングを行った。それぞれの遺伝子について、複数の変異体を用いてスクリーニングを行ったが、スクリーニングを行った全ての遺伝子でC9ALS/FTLDモデルショウジョウバエの複眼神経変性の改善もしくは増悪効果は見られなかった。また、昨年度までに同定したmodifier効果を示す遺伝子について、複眼変性を呈する他のリピート病のSCA31モデルショウジョウバエに対して複眼変性に対する効果を検討したところ、C9ALS/FTDモデルショウジョウバエに対してと同方向性のmodifier効果を示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

C9ALS/FTLD患者の病理学的解析から、DPR蛋白質がALS/FTLDの共通病態であるTDP-43の凝集・蓄積を引き起こすと考えられており、このメカニズムを明らかにすることがALS/FTLDの共通発症病態メカニズムの解明につながる。そこで、当初の計画においてTDP-43の凝集・蓄積に対するDPR蛋白質の影響を検討する予定にしていた。しかしその検討ができていないから。

今後の研究の推進方策

当初の計画にあるTDP-43の凝集・蓄積に対するDPR蛋白質の影響を検討する。具体的には複眼変性を呈するTDP-43発現ALS/FTLDモデルショウジョウバエに遺伝学的手法によりDPR蛋白質を発現させ、複眼変性に対する効果を評価する。また、TDP-43の凝集・蓄積の変化を免疫組織染色およびWB解析により検討する。

次年度使用額が生じた理由

ショウジョウバエを用いた遺伝学的スクリーニングにおいて、当初は全ゲノムの遺伝子を対象とし、染色体部分欠失および突然変異体系統を用いて行う予定であったが、候補遺伝子スクリーニングに変更したために、多くの系統を購入する必要性がなくなり、次年度使用額が生じた。今後の使用計画は、ショウジョウバエの突然変異体系統の購入、使用中のショウジョウバエ系統の維持、研究に必要な抗体・試薬、ピペットチップやチューブ類などの消耗品の購入に使用予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Mayo Clinic(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Mayo Clinic
  • [雑誌論文] Parkinson’s disease-linked DNAJC13 mutation aggravates alpha-synuclein-induced neurotoxicity through perturbation of endosomal trafficking2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Shun、Hasegawa Takafumi、Suzuki Mari、Sugeno Naoto、Kobayashi Junpei、Ueyama Morio、Fukuda Mitsunori、Ido-Fujibayashi Akemi、Sekiguchi Kiyotoshi、Ezura Michinori、Kikuchi Akio、Baba Toru、Takeda Atsushi、Mochizuki Hideki、Nagai Yoshitaka、Aoki Masashi
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics

      巻: 27 ページ: 823~836

    • DOI

      10.1093/hmg/ddy003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Overexpressin of ter94, Drosophila VCP, improves motor neuron degeneration induced by knockdown of TBPH, Drosophila TDP-432018

    • 著者名/発表者名
      Kushimura Yukie、Tokuda Takahiro、Azuma Yumiko、Yamamoto Itaru、Mizuta Ikuko、Mizuno Toshiki、Nakagawa Masanori、Ueyama Morio、Nagai Yoshitaka、Yoshida Hideki、Yamaguchi Masamitsu
    • 雑誌名

      American Journal of Neurodegenerative Disease

      巻: 7 ページ: 11~31

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulatory Role of RNA Chaperone TDP-43 for RNA Misfolding and Repeat-Associated Translation in SCA312017

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiguro, N. Sato, M. Ueyama, N. Fujikake, C. Sellier, A. Kanegami, E. Tokuda, B. Zamiri, T. Gall-Duncan, M. Mirceta, Y. Furukawa, T. Yokota, K. Wada, J. P. Taylor, C. E. Pearson, N. Charlet-Berguerand, H. Mizusawa, Y. Nagai, K. Ishikawa
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 94 ページ: 108~124.e7

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2017.02.046

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Regulation of repeat associated non-ATG translation in C9orf72-linked amyotrophic lateral sclerosis/frontotemporal dementia model flies2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ueyama, T. Ishiguro, N. Fujikake, T. Konno, A. Koyama, O. Onodera, K. Ishikawa, K. Wada, Y. Nagai
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] ショウジョウバエを用いた筋萎縮性側索硬化症/前頭側頭型認知症の病態形成メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      上山盛夫
    • 学会等名
      日本遺伝学会第89回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Repeat associated non-ATG translation and its regulation in C9orf72-associated amyotrophic lateral sclerosis/frontotemporal dementia model fly2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ueyama, T. Ishiguro, T. Konno, A. Koyama, K. Wada, K. Ishikawa, O. Onodera, Y. Nagai
    • 学会等名
      第58回日本神経学会学術大会・第23回世界神経学会議
    • 国際学会
  • [学会発表] Repeat associated non-ATG translation in Drosophila C9ALS/FTD model2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ueyama, T. Ishiguro, T. Konno, A. Koyama, O. Onodera, K. Wada, Y. Nagai
    • 学会等名
      新学術・PACTALSジョイントミーティング
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 大阪大学医学系研究科神経難病認知症探索治療学寄付講座ホームページ

    • URL

      http://www2.med.osaka-u.ac.jp/neurother/index.html

  • [産業財産権] 筋萎縮性側索硬化症又は前頭側頭型認知症の予防又は治療剤2017

    • 発明者名
      永井義隆、上山盛夫
    • 権利者名
      永井義隆、上山盛夫
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-096111

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公開日: 2021-01-27   更新日: 2022-06-09  

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