神経疾患におけるRNAグアニン四重鎖複合体凝集機構の解明と創薬研究

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K08265
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 塩田 倫史 熊本大学, 発生医学研究所, 准教授 (00374950)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: グアニン四重鎖

研究実績の概要

これまで、グアニン四重鎖構造認識単鎖可変領域フラグメント (BG4-scFv) を用いて生細胞のグアニン四重鎖構造の可視化に成功した。このグアニン四重鎖認識 scFv に FLAG タグを付加し哺乳類発現プラスミドでマウス神経芽細胞腫 Neuro-2a に発現させたところ、細胞核内に DNA 上のグアニン四重鎖として微小な粒子が観察され、さらに細胞質には RNA グアニン四重鎖構造/蛋白質複合体である比較的大きな顆粒が観察された。これらは、 DNase や RNase 処置によりそれぞれ消失することを確認できた。また、グアニン四重鎖構造の細胞内動態を生細胞観察するために EGFP を付加したが、構造変化が起こりグアニン四重鎖構造を正確に認識することができなかった。そのため、6 残基のアミノ酸 Cys-Cys-Pro-Gly-Cys-Cys 配列のテトラシステイン（TC）モチーフを挿入し、TC モチーフと結合し緑色蛍光を発する FlAsH を用いたところ、生細胞のグアニン四重鎖構造可視化に成功した。さらに、BG4-scFv によるマウス脳組織由来免疫沈降物に対して次世代 RNA シーケンサーと LC-MS/MS ショットガン解析を行い、マウス脳内のグアニン四重鎖構造/蛋白質複合体の構成成分を同定した。それら複合体には、これまでに報告がない新規グアニン四重鎖形成 mRNA 及び結合蛋白質が数種含まれていた。BG4-scFv を用いることで、グアニン四重鎖の細胞内局在や構成成分を明らかにできた。

研究成果

• [雑誌論文] Alzheimer's disease therapeutic candidate SAK3 is an enhancer of T-type calcium channels. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukunaga K, Izumi H, Yabuki Y, Shinoda Y, Shioda N, Han F.
  • 雑誌名: J Pharmacol Sci. 巻: 139 ページ: 51-58
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2018.11.014.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Different PDGF Receptor Dimers Drive Distinct Migration Modes of the Mouse Skin Fibroblast. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada K, Hamashima T, Ishii Y, Yamamoto S, Okuno N, Yoshida N, Yamada M, Huang TT, Shioda N, Tomihara K, Fujimori T, Mori H, Fukunaga K, Noguchi M, Sasahara M.
  • 雑誌名: Cell Physiol Biochem. 巻: 51 ページ: 1461-1479
  • DOI: 10.1159/000495594.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SA4503, A Potent Sigma-1 Receptor Ligand, Ameliorates Synaptic Abnormalities and Cognitive Dysfunction in a Mouse Model of ATR-X Syndrome. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi K, Shioda N, Yabuki Y, Zhang C, Han F, Fukunaga K.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 19 ページ: pii: E2811
  • DOI: 10.3390/ijms19092811.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Targeting G-quadruplex DNA as cognitive function therapy for ATR-X syndrome. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shioda N, Yabuki Y, Yamaguchi K, Onozato M, Li Y, Kurosawa K, Tanabe H, Okamoto N, Era T, Sugiyama H, Wada T, Fukunaga K.
  • 雑誌名: Nat Med. 巻: 24 ページ: 802-813
  • DOI: 10.1038/s41591-018-0018-6.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Involvement of RAN translation products and neurodegeneration in a triplet repeat disease, FXTAS. (2019)
  • 著者名/発表者名: Norifumi Shioda
  • 学会等名: 第92回日本薬理学会年会
• [学会発表] Targeting G-quadruplex DNA as cognitive function therapy for ATR-X syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Norifumi Shioda, Takahito Wada, Hiroshi Sugiyama, Kohji Fukunaga
  • 学会等名: 第18回国際薬理学・臨床薬理学会議（WCP2018）
  • 国際学会
• [学会発表] 脆弱 X 関連振戦／失調症候群（FXTAS）における RAN タンパク質の 病態との関与 (2018)
  • 著者名/発表者名: 塩田倫史、中山祐二 、足立香織 、久郷裕之、難波栄二
  • 学会等名: 第63回日本人類遺伝学会第63回大会
• [学会発表] グアニン四重鎖を標的とした 神経疾患の病態解明と治療薬開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 塩田倫史
  • 学会等名: 第71回日本薬理学会西南部会