前頭側頭型認知症の異常蛋白沈着と神経変性機序の解明に関する研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05379
• 研究機関: 藍野大学
• 研究代表者: 武田 雅俊 藍野大学, 医療保健学部, 学長 (00179649)
• 研究分担者: 井出 千束 藍野大学, 医療保健学部, 教授 (70010080) ; 兼清 健志 藍野大学, 医療保健学部, 講師 (20525399) ; 田中 稔久 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (10294068) ; 森 康治 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (40775318) ; 森原 剛史 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (90403196)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 前頭側頭型認知症 / TDP-43 / C9orf72 / XIAP / ジペプチドリピート / 内因性アポトーシス阻害因子 / 神経細胞変性 / 異常蛋白凝集

研究実績の概要

前頭側頭型認知症患者の詳細な神経心理検査画像検査をおこないDNAをも含めた採血を継続して収集している。血漿成分は、バイオマーカーの検討に使用する予定であり、末梢血中のｍRNAについて精度の高い測定・解析を行うための基礎的検討を行った。
TDP-43の全長および病態脳で発現しているC端フラグメント（35kDa）とC9orf72由来のジペプチドリピート蛋白（(-Gly-Ala-)nをeXactシステム (BioRad) を用いて作成を試みた。これらの蛋白は凝集性が高く抽出に困難があったために、さまざまな工夫をすることが必要であったが、最終的にコールドショック蛋白発現系に切り替えることにより作成した。
一方細胞内での結合を検討するためにC9orf72由来のジペプチドリピート蛋白（(-Gly-Ala-)n高発現HEK293T細胞株を作成し、これを固定したのちリコンビナントのGST-Tag付きXIAPをオーバーレイしてその共局在を確認しようとしたところ、ジペプチドリピート蛋白の凝集体は確認できたが、XIAPはび漫性に染色され、その結合は確認できなかった。そこで、Gly-Ala(GA)リピートタンパクの凝集と内因性XIAPが培養細胞レベルでの共局を知るためにさらに以下の実験を行った。Hela細胞に内因性C9orf72リピートおよびその近傍領域をクローニングしたプラスミドを強制発現させ、non-AUG依存性翻訳によってC末端をFLAG-TAGで標識したGly-Ala(GA)リピートタンパクを発現させた。この細胞をパラフォルムアルデヒドで固定し、抗FLAG抗体および内因性XIAP対するモノクローナル抗体を用いた2重染色を行ったが、GAタンパクの凝集と内因性XIAPの共凝集は明瞭には認められなかった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

TDP-43の全長および病態脳で発現しているC端フラグメント（35kDa）およびC9orf72由来のジペプチドリピート蛋白（(-Gly-Ala-)nは、もともと凝集性が高いことが推察されたが、実際に抽出の際に大きな困難があった。しかしながら様々な工夫を加えることにより、コールドショック蛋白発現系に切り替えることにより作成することに成功した。このような事情からin vitroでのXIAPとの結合実験は、一部のペプチドについては結果を得ることができたが、全てのペプチドについては解析が終了していないため、引き続きの検討が必要である。
in Vivo系における共重合についても、いくつかの実験条件を検討する必要があることが明らかになったが、いずれもテクニカルな問題と推察されるので、現在実験手技の改善に取り組んでいる。

今後の研究の推進方策

内因性アポトーシス阻害因子であるXIAPと異常沈着蛋白(TDP-43 のC 端フラグメント（35kDa）蛋白とジペプチドリピート蛋白(-Gly-Ala-)n のN 末端)との結合実験を引き続き行ない、TDP-43 の全長および病態脳で発現しているC 端フラグメント全て（42kDa、35kDa、　25kDa）とジペプチドリピート蛋白の全て（(-Gly-Ala-)n、(-Gly-Pro-)n、(-Gly-Arg-)n、(-Pro-Ala-)n、 (-Pro-Arg-)n）についての結合特異性を検討する。XIAP との結合にはN 末端が重要であるので、eXact システム (BioRad) を用いてN 末端にタグ付きのリコンビナント蛋白を作成し、このタグをzupsitilin 付専用カラムにて結合させ、タグの切断を行って、N末端配列を厳密に作成することが重要と考えられる。また、リピート数により病態発現が変わるメカニズムを明らかにするために、Ala-Gly-(-Ala-Gly-)n のN=16 およびN=100 といったリピート数の異なるものを作成する。そして、作成されたリコンビナント蛋白とGST タグ付きのXIAP を用いてpull-down アッセイを行う。さらに結合親和性については、Biacore2000 (Biacore Inc, Sweden)を用い、表面プラズモン共鳴法によって解析する。細胞内での結合実験については、凝集のあとに事後的には結合せず凝集ステップで結合する可能性が残されていることから、共発現系にて検討を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] The regulation of soluble receptor for AGEs contributes to carbonyl stress in schizophrenia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyashita M, Watanabe T, Ichikawa T, Toriumi K, Horiuchi Y, Kobori A, Kushima I, Hashimoto R, Fukumoto M, Koike S, Ujike H, Arinami T, Tatebayashi Y, Kasai K, Takeda M, Ozaki N, Okazaki Y, Yoshikawa T, Amano N, Washizuka S, Yamamoto H, Miyata T, Itokawa M, Yamamoto Y, Arai M.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 2016 Oct 21;479(3):447-452. 巻: 479 ページ: 447-452
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2016.09.074.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Heterogeneous ribonuclear protein A3 (hnRNP A3) is present in dipeptide repeat protein containing inclusions in Frontotemporal Lobar Degeneration and Motor Neurone disease associated with expansions in C9orf72 gene (2017)
  • 著者名/発表者名: Davidson YS, Flood L, Robinson AC, Nihei Y, Mori K, Rollinson S, Richardson A, Benson BC, Jones M, Snowden JS, Pickering-Brown S, Haass C, Lashley T, Mann DMA
  • 雑誌名: Acta Neuropathologica Communications 5:31, 2017 巻: 5 ページ: 31
  • DOI: DOI 10.1186/s40478-017-0437-5
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Neural Basis of Apathy in Patients with Amnestic Mild Cognitive Impairment (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazui H, Takahashi R, Yamamoto Y, Yoshiyama K, Kanemoto H, Suzuki Y, Sato S, Azuma S, Suehiro T, Shimosegawa E, Ishii K, Tanaka T.
  • 雑誌名: J Alzheimers Dis. 巻: 55(4) ページ: 1403-1416
  • DOI: doi: 10.3233/JAD-160223.
  • 査読あり
• [雑誌論文] SINPHONI-2 Investigators (Appendix).; SINPHONI-2 Investigators Appendix (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Ishikawa M, Miyajima M, Atsuchi M, Kimura T, Kazui H, Mori E
  • 雑誌名: Acta Neurol Scand. 巻: - ページ: -
  • DOI: doi: 10.1111/ane.12580.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Usefulness of the Wechsler Intelligence Scale short form for assessing functional outcomes in patients with schizophrenia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sumiyoshi C, Fujino H, Sumiyoshi T, Yasuda Y, Yamamori H, Ohi K, Fujimoto M, Takeda M, Hashimoto R.
  • 雑誌名: Psychiatry Res. 巻: 245 ページ: 371-378
  • DOI: doi: 10.1016/j.psychres.2016.08.018.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clozapine improved the syndrome of inappropriate antidiuretic hormone secretion in a patient with treatment-resistant schizophrenia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto M, Hashimoto R, Yamamori H, Yasuda Y, Ohi K, Iwatani H, Isaka Y, Takeda M.
  • 雑誌名: Psychiatry Clin Neurosci. 巻: 70(10) ページ: 469
  • DOI: doi: 10.1111/pcn.12435.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pharmacogenomic Study of Clozapine-Induced Agranulocytosis/Granulocytopenia in a Japanese Population. (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Ikeda M, Takeda M, et. al.
  • 雑誌名: Biol Psychiatry. 巻: ;80(8) ページ: 636-42
  • DOI: doi: 10.1016/j.biopsych.2015.12.006.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sleep disturbances are key symptoms of very early stage Alzheimer disease with behavioral and psychological symptoms: a Japan multi-center cross-sectional study (J-BIRD). (2016)
  • 著者名/発表者名: Kabeshita Y, Adachi H, Matsushita M, Kanemoto H, Sato S, Suzuki Y, Yoshiyama K, Shimomura T, Yoshida T, Shimizu H, Matsumoto T, Mori T, Kashibayashi T, Tanaka H, Hatada Y, Hashimoto M, Nishio Y, Komori K, Tanaka T, Yokoyama K, Tanimukai S, Ikeda M, Takeda M, Mori E, Kudo T, Kazui H.
  • 雑誌名: Int J Geriatr Psychiatry. 巻: - ページ: -
  • DOI: doi: 10.1002/gps.4470.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-exome sequencing and neurite outgrowth analysis in autism spectrum disorder. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto R, Nakazawa T, Tsurusaki Y, Yasuda Y, Nagayasu K, Matsumura K, Kawashima H, Yamamori H, Fujimoto M, Ohi K, Umeda-Yano S, Fukunaga M, Fujino H, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Takeda M, Matsumoto N, Hashimoto H.
  • 雑誌名: J Hum Genet. 巻: 61(3) ページ: 199-206
  • DOI: doi: 10.1038/jhg.2015.141.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emerging roles of ARHGAP33 in intracellular trafficking of TrkB and pathophysiology of neuropsychiatric disorders. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa T, Hashimoto R, Sakoori K, Sugaya Y, Tanimura A, Hashimotodani Y, Ohi K, Yamamori H, Yasuda Y, Umeda-Yano S, Kiyama Y, Konno K, Inoue T, Yokoyama K, Inoue T, Numata S, Ohnuma T, Iwata N, Ozaki N, Hashimoto H, Watanabe M, Manabe T, Yamamoto T, Takeda M, Kano M.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 7 ページ: 10594
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms10594.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of a multi-assay biological diagnostic test for mood disorders in a Japanese population. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamori H, Ishima T, Yasuda Y, Fujimoto M, Kudo N, Ohi K, Hashimoto K, Takeda M, Hashimoto R.
  • 雑誌名: Neurosci Lett. 巻: 612 ページ: 167-71
  • DOI: doi: 10.1016/j.neulet.2015.12.019.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corrigendum: Emerging roles of ARHGAP33 in intracellular trafficking of TrkB and pathophysiology of neuropsychiatric disorders. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa T, Hashimoto R, Sakoori K, Sugaya Y, Tanimura A, Hashimotodani Y, Ohi K, Yamamori H, Yasuda Y, Umeda-Yano S, Kiyama Y, Konno K, Inoue T, Yokoyama K, Inoue T, Numata S, Ohnuma T, Iwata N, Ozaki N, Hashimoto H, Watanabe M, Manabe T, Yamamoto T, Takeda M, Kano M.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 7 ページ: 11466
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms11466.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensory cognitive abnormalities of pain in autism spectrum disorder: a case-control study. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuda Y, Hashimoto R, Nakae A, Kang H, Ohi K, Yamamori H, Fujimoto M, Hagihira S, Takeda M.
  • 雑誌名: Ann Gen Psychiatry. 巻: 15:8 ページ: -
  • DOI: doi: 10.1186/s12991-016-0095-1.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional connectivity assessed by resting state EEG correlates with cognitive decline of Alzheimer's disease - An eLORETA study. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hata M, Kazui H, Tanaka T, Ishii R, Canuet L, Pascual-Marqui RD, Aoki Y, Ikeda S, Kanemoto H, Yoshiyama K, Iwase M, Takeda M.
  • 雑誌名: Clin Neurophysiol. 巻: 127(2) ページ: 1269-78
  • DOI: doi: 10.1016/j.clinph.2015.10.030.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ssociation between high biomarker probability of Alzheimer's disease and improvement of clinical outcomes after shunt surgery in patients with idiopathic normal pressure hydrocephalus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazui H, Kanemoto H, Yoshiyama K, Kishima H, Suzuki Y, Sato S, Suehiro T, Azuma S1), Yoshimine T, Tanaka T
  • 雑誌名: J Neurol Sci. 巻: 369 ページ: 236-241
  • DOI: doi: 10.1016/j.jns.2016.08.040.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences of Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia in Disease Severity in Four Major Dementias. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazui H, Yoshiyama K, Kanemoto H, Suzuki Y, Sato S, Hashimoto M, Ikeda M, Tanaka H, Hatada Y, Matsushita M, Nishio Y, Mori E, Tanimukai S, Komori K, Yoshida T, Shimizu H, Matsumoto T, Mori T, Kashibayashi T, Yokoyama K, Shimomura T, Kabeshita Y, Adachi H, Tanaka T.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 11(8) ページ: e0161092
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0161092.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Locomotor improvement of spinal cord-injured rats through body weight support treadmill training by plantar placement of hind paws on the floor. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashibe M, Homma T, Fujimoto K, Oi T, Yagi N, Kashihara M, Nishikawa N, Ishizumi Y, Abe S, Hashimoto H, Kanekiyo K, Ide C, Morioka S.
  • 雑誌名: Spinal Cord 186 巻: 54 ページ: 521-529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transplantation of choroid plexus epithelial cells into contusion-injured spinal cord of rats. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenji Kanekiyo, Norihiko Nakano, Tohru Noda, Yoshihiro Yamada, Yoshihisa Suzuki, Masayoshi Ohta, Atsushi Yokota, Masanori Fukushima, Chizuka Ide.
  • 雑誌名: Restor Neuro Neurosci, 巻: 34 ページ: 347-366
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cell transplantation for the treatment of spinal cord injury - bone marrow stromal cells and choroid plexus epithelial cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ide C, Nakano N, Kanekiyo K.
  • 雑誌名: Neural Regeneration Research, 巻: 11(9) ページ: 1385-1388
  • 査読あり
• [雑誌論文] NTAK/Neuregulin-2 secreted by astrocytes promotes survival and neurite outgrowth via ErbB3. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakano N, Kanekiyo K, Nakagawa T, Asahi M, and Ide C.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters. 巻: 622 ページ: 88-94
  • DOI: doi: 10.1016/j.neulet 2016.04.050,
  • 査読あり
• [雑誌論文] Points regarding cell transplantation for the treatment of spinal cord injury. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ide C and Kanekiyo K,
  • 雑誌名: Neural Regeneration Research, 巻: 11 ページ: 1046-1049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of multiple-injection of bone marrow mononuclear cells on spinal cord injury of rats. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kanekiyo K, Nakano N, Homma T, Yamada Y, Tamachi M, Suzuki Y, Fukushima M, Saito F, Ide C.
  • 雑誌名: J Neurotrauma, 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: doi: 10.1089/neu.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of trophic factors on the treatment of spinal cord injury in rats. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ide C, Nakano N, Kanekiyo K, Yamada Y, Homma T, Tamachi M, Abe S, Miyamoto C, Tsukagoshi C.
  • 雑誌名: Aino Journal 15 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] The characteristics and functions of NTAK/Neuregulin-2. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakano N, Ide C., Kanekiyo K
  • 雑誌名: Aino Journal 巻: 15 ページ: -
  • 査読あり
• [学会発表] 脳内Aβ蓄積規定因子Kinesin Light Chain-1 variant E (KLC1vE) (2016)
  • 著者名/発表者名: 森原剛史 佐藤真広 赤津裕康 Luc Paillard 林紀行 木村展之 鈴木利治 橋本亮太 柳田寛太 武田雅俊
  • 学会等名: 第35回日本認知症学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-12-01 – 2016-12-03
• [学会発表] Development of disease-modifying drugs and biomarkers against Alzheimer’s disease (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田雅俊
  • 学会等名: WFSBP Latin America Regional Congress
  • 発表場所: Lima
  • 年月日: 2016-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] How to cope with rapidly increasing elderly (2016)
  • 著者名/発表者名: M Takeda
  • 学会等名: WPA International Congress
  • 発表場所: Cape Town, South Africa
  • 年月日: 2016-11-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 孤発性アルツハイマー病におけるAβ病理形成の新メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 森原剛史
  • 学会等名: 第15回関西・中部認知症研究会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-10-01
  • 招待講演
• [学会発表] アルツハイマー病の根本原因にせまる － タウの分子病理と治療薬開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中稔久
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横山（神奈川）
  • 年月日: 2016-07-21
• [学会発表] 認知予備力を高めるために精神科医にできること (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田雅俊
  • 学会等名: 第31回日本老年精神医学会
  • 発表場所: 金沢市歌劇座
  • 年月日: 2016-06-24
  • 招待講演
• [学会発表] 特別講演1「認知症研究から学んだ精神医学の進むべき道」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田雅俊
  • 学会等名: 第１１２回日本精神神経学会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-06-01 – 2016-06-04
  • 招待講演
• [図書] 脳機能の老化と未病 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田雅俊
  • 総ページ数: 約150ページ
  • 出版者: 未病息災推進協議会
• [図書] 精神医学症候群 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田雅俊編集
  • 総ページ数: 約2000ページ
  • 出版者: 日本臨床社